EP4269692B1 - Oberbau für eine verkehrsfläche, verfahren zur herstellung des oberbaus - Google Patents

Oberbau für eine verkehrsfläche, verfahren zur herstellung des oberbaus Download PDF

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EP4269692B1
EP4269692B1 EP23167371.6A EP23167371A EP4269692B1 EP 4269692 B1 EP4269692 B1 EP 4269692B1 EP 23167371 A EP23167371 A EP 23167371A EP 4269692 B1 EP4269692 B1 EP 4269692B1
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EP
European Patent Office
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layer
superstructure
asphalt
intermediate layer
base layer
Prior art date
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Active
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EP23167371.6A
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English (en)
French (fr)
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EP4269692C0 (de
EP4269692A1 (de
Inventor
Maximilian SCHÜTZ
Ottmar Wilhelm Schütz
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Wilhelm Schuetz & Co Kg GmbH
Original Assignee
Wilhelm Schuetz & Co Kg GmbH
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Publication date
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/24—Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather
    • E01C11/26—Permanently installed heating or blowing devices ; Mounting thereof
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/48—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ
    • E01C19/4806—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ with solely rollers for consolidating or finishing
    • E01C19/4826—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ with solely rollers for consolidating or finishing the materials being aggregate mixed with binders
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
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    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/182—Aggregate or filler materials, except those according to E01C7/26
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    • E01C7/262—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre with fibrous material, e.g. asbestos; with animal or vegetal admixtures, e.g. leather, cork

Definitions

  • the invention relates to a superstructure for a traffic area, wherein the superstructure comprises a base layer made of a mastic asphalt and an intermediate layer made of an open-pored asphalt arranged on the base layer, wherein the base layer seals an underside of the intermediate layer at least in a liquid-tight manner.
  • the invention further relates to a method for producing the superstructure.
  • Asphalt is a temperature-dependent building material that reaches its optimal material properties within a temperature range of above 0 °C to around 40 °C. If the temperature deviates from this range, the material becomes increasingly viscous and deformations, such as ruts, form due to the traffic load, which weaken the overall superstructure and reduce the service life.
  • the object of the invention is to create a temperature-controlled superstructure for a traffic area that can be manufactured, operated and dismantled cost-effectively, allows a high heat transfer rate and functions reliably over the long term without fluid loss.
  • the present invention provides a superstructure according to claim 1, which solves the technical problem.
  • the problem is also solved by a method for producing the superstructure according to claim 10.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
  • the invention relates to a superstructure for a traffic area.
  • the traffic area can be, for example, a road, a cycle path, a footpath, a parking lot, a taxiway, a runway or a landing strip.
  • the superstructure comprises a base layer made of mastic asphalt.
  • the base layer has a thickness of 3 cm to 5 cm, for example.
  • Mastic asphalt is usually considered to be practically vapor-tight. However, it has been shown that in this application even the smallest cracks can lead to leaks.
  • An increasing Layer thickness reduces the likelihood of voids running through the entire base layer or of cracks connecting to each other and allowing fluid to leak through them.
  • a two-layer construction also reduces the likelihood of defects, cracks or voids in one layer running through the entire base layer.
  • mastic asphalt has the advantage that a good connection can be achieved with the porous intermediate layer and the other components of the structure due to the similar material properties.
  • a good connection means fewer points of attack for liquid to leak out.
  • Mastic asphalt also has a low thermal conductivity, which keeps the heat in the layer and does not dissipate into the ground. In addition to its sealing function, mastic asphalt also provides thermal insulation.
  • the superstructure comprises an intermediate layer made of an open-pored asphalt arranged on the base layer, wherein the base layer seals an underside of the intermediate layer at least liquid-tight, preferably also gas-tight.
  • the heat transport fluid can be used to control the temperature of the superstructure by either using a heat transport fluid that is colder than the superstructure to cool the superstructure, or using a heat transport fluid that is warmer than the superstructure to heat the superstructure.
  • the heat absorbed by the heat transport fluid when cooling the superstructure can be converted into usable energy, for example using a heat engine.
  • heat extracted from the superstructure in summer can be stored in order to use the heat to heat the superstructure in winter.
  • the intermediate layer can be used depending on the load and the boundary conditions such as temperature, solar radiation, Depending on the wind speed and the properties of the surface, the layers can be of different thicknesses.
  • the layer thickness is between 4 cm and 8 cm.
  • An intermediate layer with a layer thickness of 6 cm has shown good stability and conductivity in a long-term test.
  • a low layer thickness allows for cost-effective production.
  • the layer thickness of 6 cm is particularly suitable for a mix of water-permeable asphalt with a maximum grain diameter of 16 mm, whereby the mix can have a composition similar to that of type PA 16 T WDA, for example.
  • the superstructure comprises a top layer made of mastic asphalt arranged on the intermediate layer, whereby the top layer seals the upper side of the intermediate layer at least in a liquid-tight manner.
  • the top layer thus prevents the heat transport fluid from escaping uncontrollably from the intermediate layer through the upper side.
  • the top layer can be manufactured particularly easily and inexpensively from mastic asphalt and can be connected to the other components of the superstructure in a mechanically stable and liquid-tight manner.
  • the layer thickness of the cover layer should be as small as possible so as not to hinder the heat exchange between the surface of the cover layer and the heat transport fluid in the intermediate layer. Depending on the material used, layer thicknesses of 2.5 cm to 3.5 cm are possible. A layer thickness of 3 cm is particularly easy to produce.
  • the layer thickness represents a compromise between high tightness, high mechanical resistance and high rigidity on the one hand and high thermal conductivity on the other.
  • the layer thickness should be minimal to enable the highest possible heat transfer rate between the top surface of the cover layer and the porous intermediate layer or the heat transport fluid flowing through it.
  • a thicker layer also allows for greater mechanical resistance and load transfer.
  • the thicker the top layer the better it is able to absorb part of the shear load that would otherwise have to be absorbed by the intermediate layer. Due to its nature, the porous intermediate layer is less suitable for absorbing the loads than the top layer.
  • the superstructure comprises at least one sealing wall made of mastic asphalt arranged on at least one side surface, preferably on two, three or four side surfaces, of the intermediate layer, wherein the sealing wall connects the base layer to the cover layer and closes the at least one side surface at least liquid-tight, preferably also gas-tight.
  • the sealing wall thus prevents the heat transport fluid from escaping uncontrollably from the side surface or sides of the intermediate layer.
  • the sealing wall can be manufactured particularly easily and connected particularly stably and tightly to the base layer and the top layer, which are also made of mastic asphalt.
  • the sealing wall has a thickness of between 20 cm and 30 cm perpendicular to the side surface. Tests have shown that this thickness is sufficient for reliable sealing. A smaller thickness of 12 cm is also possible, but is more susceptible to material defects that can lead to leaks that require rework. A thickness of the side sealing wall of more than 12 cm therefore has the advantage that it can be designed with greater reliability and without leaks.
  • a large thickness of the sealing wall leads to a large contact area of the sealing wall with the covering layer.
  • a large contact area facilitates the Sealing at the transition between the cover layer and the side sealing wall, as the probability that individual defects lead to a leakage of heat transfer fluid is significantly reduced.
  • a large thickness of the sealing wall also has the advantage that it has a thermally insulating effect and thus prevents heat from the intermediate layer or the heat transport fluid therein from being lost through the sealing wall.
  • the superstructure preferably additionally comprises at least one connecting part arranged at least partially in the sealing wall for the at least liquid-conducting, preferably also gas-conducting, connection of a fluid line for a heat transport fluid to the intermediate layer, wherein an outer side of the connecting part is connected to the sealing wall at least liquid-tight, preferably also gas-tight.
  • the fluid line can be connected to the intermediate layer particularly easily and without endangering the tightness of the superstructure.
  • the fluid line can, for example, comprise a pipe made of HDPE (high density polyethylene), which is characterized by good processability, weather resistance, resistance to acids and corrosion resistance.
  • the superstructure preferably comprises at least two connecting parts so that the heat transport fluid can be simultaneously introduced into the intermediate layer through one connecting part and discharged from the intermediate layer through another connecting part.
  • the introductory connecting part can be arranged higher, the same height or lower than the discharging connecting part on the intermediate layer.
  • connection part can be connected to the sealing wall at least in a liquid-tight manner, for example by a sealing ring or several sealing rings and/or a sealing compound, which can be arranged between the sealing rings, for example.
  • the sealing compound can be designed to prevent leaks due to movements of the Sealing wall relative to the connecting part.
  • a sealing ring can be arranged in front of the sealing wall and a sealing ring behind the sealing wall along the connecting part.
  • the connecting part can protrude into the intermediate layer or into the distribution pipe described below in order to promote the widest possible distribution of heat transport fluid introduced into the intermediate layer through the connecting part in the intermediate layer.
  • the superstructure preferably additionally comprises a distribution pipe arranged in the intermediate layer and connected to the connecting part in at least a liquid-conducting, preferably also a gas-conducting, manner for distributing heat transport fluid introduced into the intermediate layer through the connecting part in the intermediate layer.
  • the distribution pipe can also be used as a collecting pipe to collect the heat transfer fluid for discharge from the intermediate layer through the connecting part.
  • the distribution pipe facilitates the large-area distribution of the heat transfer fluid in the intermediate layer or the large-area collection of the heat transfer fluid from the intermediate layer with a limited number of connection parts and thus with a limited number of risk areas for leaks in the sealing wall.
  • the distributor pipe can, for example, comprise a profile rail that is closed on one side with a perforated sheet.
  • the profile rail and/or the perforated sheet can, for example, be made of stainless steel or plastic.
  • a fluid line through which the heat transport fluid is supplied to the superstructure preferably has a control fluid column, a pressure valve and/or a pressure reducer for controlling and/or regulating the pressure of the heat transport fluid in the fluid line.
  • the control fluid column is preferably designed as a riser pipe with an overflow for the heat transport fluid, wherein the overflow the overflowing heat transport fluid is preferably returned to a reservoir for the heat transport fluid.
  • the maximum pressure in the fluid line is preferably adjustable via the height of the overflow above the fluid line in a range between 1 mbar and 100 mbar (1 cm to 100 cm water column).
  • a pressure of 100 mbar should only be used for short-term flushing of the superstructure.
  • the pressure should be kept as low as possible without negatively affecting the temperature exchange between the heat transport fluid and the superstructure or leading to discontinuous flow within the intermediate layer.
  • the pressure during operation can be, for example, around 10 mbar.
  • the mastic asphalt of the base layer and/or the sealing wall preferably contains basalt, slag and/or other porous minerals as aggregate.
  • the basalt, slag or porous mineral can form part of the aggregate of the mastic asphalt or the entire aggregate of the mastic asphalt.
  • Basalt, slag and porous minerals are characterized by low thermal conductivity, so that heat losses from the intermediate layer through the base layer and/or the sealing wall are minimized.
  • the slag may include, for example, blast furnace slag, steel mill slag, copper production slag and/or foundry cupola slag.
  • the mastic asphalt of the base layer and/or the sealing wall preferably has a maximum grain diameter of 2 mm to 24 mm, preferably from 4 mm to 12 mm, particularly preferably from 5 mm to 11 mm.
  • the mastic asphalt of the base layer has, for example, a maximum grain diameter of 8 mm or 11 mm.
  • the mastic asphalt of the sealing wall has, for example, a maximum grain diameter of 5 mm.
  • the probability of cracks or continuous pores increases with the diameter of the maximum grain of the mastic asphalt mixture, so that the smallest possible maximum grain is advantageous.
  • the sealing wall and especially the base layer must be stable enough to absorb the load of the rest of the superstructure plus the traffic running above it and to be able to transfer it to the layer below, for which the largest possible maximum grain is advantageous.
  • the maximum grain diameters mentioned have proven to be a suitable compromise between a low tendency for defects and high stability for practical applications.
  • the open-pored asphalt of the intermediate layer preferably has a maximum grain diameter of 4 mm to 32 mm, preferably 8 mm to 24 mm, particularly preferably 16 mm.
  • the minimum required layer thickness increases and thus the mass of the superstructure and the costs for producing the superstructure also increase.
  • a large diameter of the largest grain has a positive effect on the pore structure.
  • the number of connected pores, which have a positive effect on the hydraulic conductivity, increases.
  • Better hydraulic conductivity reduces the risk of blockages, which can damage the overall structure and ultimately lead to leaks.
  • the amount of water circulating in the layer per unit of time can be increased, which can lead to better cooling and heating performance.
  • the open-pored asphalt of the intermediate layer preferably contains cellulose fibers with a mass fraction of 0.04% to 4%, preferably 0.1% to 0.5%, particularly preferably 0.4% of the open-pored asphalt.
  • the cellulose fibers prevent the binder from running off, in order to allow the asphalt aggregate to bond well to the binder.
  • the open-pored asphalt of the intermediate layer preferably contains carbon fibers with a mass fraction of 0.01% to 1%, preferably 0.05% to 0.2%, particularly preferably 0.1%, of the open-pored asphalt, wherein the carbon fibers preferably have a fiber length of 1 mm to 20 mm, particularly preferably 3 mm to 10 mm, and/or a tensile strength of 5 GPa to 6 GPa.
  • An average fiber length of the carbon fibers is preferably 3 mm to 10 mm, particularly preferably 5 mm.
  • the carbon fibers are preferably recycled carbon fibers in order to minimize the costs and resource consumption for producing the superstructure.
  • Modifying the porous asphalt with carbon fibers leads to a reduced sensitivity to water based on the hydrophobic properties of the carbon fibers.
  • the carbon fibers also improve the cohesion of the porous intermediate layer and thus make it more resistant to shear loads and pore pressures.
  • Modifying the porous asphalt with a mass fraction of more than 0.1% carbon fibers leads to a slight improvement in the splitting tensile strength, but also increases the water sensitivity and the costs. Therefore, a mass fraction of 0.1% carbon fibers is particularly preferred.
  • One possible mechanism of action of the carbon fibers is that when small amounts are added, the carbon fibers mix with the cellulose fibers and distribute themselves well. This makes the carbon fibers water-repellent and the bitumen detaches from the aggregate to a lesser extent, so that damage is reduced or avoided. If too much carbon fiber is added, the rock structure is pushed apart due to its rigidity, reducing the stability of the rock structure. However, above a certain amount, the carbon fibers can act like an interlocking reinforcement. Mass fractions of carbon fibers between 0% and 5% were tested in steps of 0.1 percentage points and with a total mass fraction of carbon fibers and cellulose fibers together of 0.5%. The best variant across all tests was modified with a mass fraction of 0.1% carbon fibers.
  • the mastic asphalt of the surface course preferably contains an aggregate suitable for road construction with high thermal conductivity, for example quartzite or greywacke, as aggregate, whereby the aggregate with high thermal conductivity can form part of the aggregate or the entire aggregate of the mastic asphalt of the surface course.
  • An aggregate with high thermal conductivity causes a high heat transfer rate between the Surface of the top layer and the intermediate layer or the heat transfer fluid therein.
  • the mastic asphalt of the surface layer preferably has a maximum grain diameter of 2 mm to 32 mm, preferably 4 mm to 16 mm, particularly preferably 8 mm.
  • more stiffening modifications must be made, or they should only be used on areas subject to less stress.
  • surface layers with a large maximum grain diameter can also be used for traffic areas subject to greater stress.
  • a good compromise is a medium maximum grain diameter of, for example, 8 mm with a modification of the mastic asphalt, for example with graphite.
  • the mastic asphalt of the surface layer can contain a high proportion of crushed sand in relation to the natural sand, for example a ratio of crushed sand to natural sand of 1.1:1 or higher, in order to further improve the mechanical load-bearing capacity.
  • the mastic asphalt of the surface course may contain waxes, for example fatty acid amides, with a mass fraction of 0.1% to 0.9%, in particular 0.3%, to improve workability in order to keep a mastic asphalt designed with high rigidity (e.g. when modified with graphite and a high proportion of crushed sand) installable.
  • waxes for example fatty acid amides
  • the mastic asphalt of the top layer contains graphite with a mass fraction of 1.25% to 5%, particularly preferably 2.5%, of the mastic asphalt.
  • Graphite improves the thermal conductivity of the top layer, so that a high heat transfer rate between the surface of the top layer and the intermediate layer or the heat transport fluid therein is possible.
  • the addition of graphite also increases the rigidity and resistance to deformation of the surface layer. This means that fewer loads are transferred to the porous intermediate layer. This is an advantage because the surface layer is better suited to absorbing loads and is easier to repair if damaged than the intermediate layer.
  • the addition of graphite also reduces the oxidation of the binder when the surface layer is installed and thus improves the aging properties of the asphalt binder, particularly with regard to aging due to UV radiation.
  • the thermal conductivity of the surface layer cannot be improved indefinitely by using any mass fraction of graphite.
  • Graphite has a high specific surface area and therefore requires a high amount of binding agent.
  • the mastic asphalt In order to obtain a stable surface layer, the mastic asphalt must contain more binding agent as the mass fraction of graphite increases.
  • the bitumen used as a binding agent is a poor thermal conductor and therefore partially cancels out the increase in thermal conductivity caused by graphite.
  • the mass fraction of graphite in the mastic asphalt of the surface layer should therefore preferably be between 1.25% and 5.0%.
  • a mass fraction of 2.5% has proven particularly advantageous in tests. This significantly improves the thermal conductivity.
  • the base layer preferably comprises a sealing layer arranged on an upper side and/or on an underside of the base layer, wherein the sealing layer covers the upper side and/or the underside of the base layer at least liquid-tight, preferably also gas-tight, wherein the sealing layer preferably comprises one or more mastic asphalt layers, a fleece impregnated with bitumen and/or a single- or multi-layer bitumen welded sheet.
  • the mastic asphalt layers can, for example, each have a thickness of 3 cm to 4 cm.
  • the additional sealing layer provides additional protection against loss of heat transfer fluid from the intermediate layer through the base layer.
  • Unmodified mastic asphalt and bitumen welded membranes also have low thermal conductivity, which keeps the heat in the intermediate layer or the heat transfer fluid within it and minimizes heat loss into the ground.
  • the sealing layer thus performs a thermal insulation function in addition to the sealing function.
  • the bitumen welded sheet also has the advantage that it can be manufactured with a lateral overhang over the base layer. This lateral overhang can be folded onto the other layers after they have been completed in order to obtain additional lateral insulation and sealing.
  • the sealing layer is arranged on the underside of the base layer in order not to impair a connection of the base layer with the intermediate layer and/or the sealing wall.
  • the base layer is preferably arranged on an asphalt base layer, for example with a bitumen mass content of 4% to 5%, preferably 4.2% to 4.8%, particularly preferably 4.5%.
  • the asphalt base layer preferably consists of a conventional asphalt surface layer AC 22 T S in accordance with ZTV Asphalt-StB ("Additional technical contract conditions and guidelines for the construction of asphalt road surfaces").
  • the asphalt base layer contains a stronger, polymer-modified bitumen 25/55-55 A, 10/40-65 A or even 40/100-65 A than a conventional asphalt base layer in order to absorb any small tension that may occur without significant deflection.
  • the choice of binding agent depends on the strength achieved and the expected load of the entire superstructure and subsoil.
  • the asphalt base layer AC 22 T S can be used for all higher load classes according to ZTV Asphalt-StB, so that it can also permanently withstand the loads caused by the superstructure according to the invention.
  • the asphalt base course AC 22 T S is preferred because it can be used for all load classes. In addition, it has the smallest number of pores compared to other asphalt base course designs in this load class, and the increased bitumen content mentioned above further closes these pores.
  • the asphalt base course is preferably constructed to form an additional barrier to the heat transfer fluid in addition to the base course, preventing the heat transfer fluid from escaping from the pavement.
  • the increased bitumen content of the asphalt base course acts as an additional thermal insulation layer to retain heat in the pavement.
  • the asphalt base course preferably contains at least a portion, in particular entirely, of a low thermally conductive aggregate such as basalt, slag or another porous mineral.
  • the invention relates to a method for producing the superstructure according to the invention.
  • the process involves laying the base layer of the superstructure.
  • the layer is laid, for example, as a mastic asphalt layer MA 8 S with road construction bitumen of type 20/30 in accordance with ZTV Asphalt-StB with a thickness of 4 cm by hand or by machine.
  • the edge area can be leveled using steel rails and aligned to the desired thickness of the base layer.
  • the mastic asphalt of the base layer is preferably applied by hand or mechanically using a mastic asphalt screed at an installation temperature of 210 °C to 220 °C.
  • the asphalt base layer of the superstructure Before the base layer is laid, the asphalt base layer of the superstructure can be laid and compacted, particularly mechanically.
  • the asphalt base layer for example made of rolled asphalt, is laid mechanically using a paver and compacted using a suitable roller.
  • the sub-base is preferably consolidated before the asphalt base layer is laid, depending on its nature, in particular the moisture content, for example with a lime-cement mixture, in particular in a concentration of between 20 kg/m 2 and 40 kg/m 2 .
  • the consolidation counteracts the formation of cracks in the base layer or in the sealing layer as a result of deflection of these layers due to an insufficiently solid sub-base.
  • a compressive strength of the substrate of at least 4 N/ mm2 is preferably achieved.
  • the consolidation is preferably carried out in such a way that no cracks are created in the substrate that could penetrate into the base layer or the sealing layer as reflection cracks.
  • An unbound base layer is preferably applied to the subsoil consolidated in this way before the asphalt base layer is laid.
  • the elasticity modulus of the unbound base layer should preferably not fall below the values specified in the guidelines for the standardization of the superstructure of traffic areas (RStO) for load class 32.
  • the method includes attaching the sealing wall to the base layer.
  • the sealing wall made of mastic asphalt Before installing the sealing wall made of mastic asphalt, it is preferable to create a double-walled wooden formwork all around.
  • the mastic asphalt MA 5 S is installed in layers with road construction bitumen of type 20/30 in accordance with ZTV Asphalt-StB at an installation temperature of 210 °C to 220 °C and manually kneaded with a wooden grater to avoid hollow spaces between the layers.
  • a distribution pipe can be attached to the base layer, which can be designed, for example, as a profile rail made of stainless steel with stainless steel perforated sheet, as a profile rail made of plastic (e.g. thermoplastic) with stainless steel perforated sheet or as a profile rail made of plastic with plastic perforated sheet.
  • iron is laid out, for example, at the intended position of the distribution pipe. Due to the weight of the iron, the base layer sinks by a few millimeters, creating a recess into which the distribution pipe can be partially inserted. After the base layer has cooled, the iron is removed.
  • the surface of the base layer can be removed by grinding or other methods to ensure a better bond with the distributor pipe.
  • the sides of the distributor pipe that will be in contact with mastic asphalt are preferably roughened.
  • a primer is preferably applied to the contact surface of the base layer in the recess, as well as to the contact surface of the distributor pipe: a mastic asphalt primer for the mastic asphalt sealing layer and either a plastic or steel primer for the distributor pipe.
  • the distributor pipe is preferably bonded to the base layer via the primer using a liquid plastic.
  • the method comprises placing the intermediate layer of the superstructure on the base layer so that at least one side surface of the intermediate layer is sealed by the sealing wall.
  • the intermediate layer is applied, for example, by hand or mechanically using an asphalt paver at an asphalt temperature of the intermediate layer of 140 °C to 175 °C, preferably 160 °C to 170 °C, and rolled with a roller statically and with only one pass over the surface.
  • conductive materials and/or separating materials are preferably introduced into the intermediate layer to conduct the heat transport fluid within the intermediate layer.
  • a joint with a depth of, for example, 6 cm or the depth of the intermediate layer and/or a width of, for example, 10 mm to 15 mm is created, preferably with a separating cutter.
  • the two front sides of the intermediate layer exposed by the separating cut are sealed, for example with liquid plastic (e.g. polymethyl methacrylate) without a carrier insert, in order to prevent it from spreading into the intermediate layer.
  • a fast-curing mortar for example the fast-curing Repro 3K mortar based on polymethyl methacrylate, is filled flush with the surface. After the filled mortar has hardened (depending on the addition of a catalyst and the air temperature), the top layer can be installed on top.
  • an asphalt mastic for example an asphalt mastic 0/2
  • the top layer can be installed.
  • a layer of a stable, elastic two-component sealant is applied to the base layer.
  • the two-component sealant Sika Tank PK-25ST based on polysulphide, for example with a width of 10 mm is introduced into the joint.
  • a Plexiglas pane with a width of 8 mm to 10 mm is inserted, which is preferably also glued in the upper part of the intermediate layer with a layer of a stable, elastic two-component sealant.
  • the top layer is installed.
  • a foam strip e.g. foam rubber
  • an impregnated and pre-compressed sealing tape e.g. a sealing tape used when installing windows
  • the covering layer can be installed.
  • the deformation above the joint under the expected traffic load is checked for suitability in the form of a track formation test or an equivalent road construction investigation, preferably before large-scale installation.
  • the method includes applying the top layer of the superstructure at least to the intermediate layer.
  • the top layer of mastic asphalt is applied, for example, in the same way as the base layer of mastic asphalt is applied.
  • the temperature of the mastic asphalt for the surface layer is preferably kept at 200 °C in the cooking vehicle to avoid embrittlement of the mastic asphalt. For example, half an hour before installation, the mastic asphalt is heated to the installation temperature of 225 °C. The higher temperature is chosen to improve the workability of the mastic asphalt if it contains graphite.
  • a spreading material to increase the roughness is preferably applied early on to the still hot surface of the top layer and covered with a Roller statically pressed in. Unbound spreading material is preferably removed after the top layer has cooled.
  • the sealing wall is preferably attached to the top of the base layer.
  • the covering layer is preferably attached to the top of the sealing wall.
  • the method preferably additionally comprises applying and preferably pressing a bitumen chippings, preferably with a diameter of 0.1 mm to 0.6 mm, particularly preferably 0.3 mm, onto the top of the not yet cooled base layer before applying the sealing wall to the top and/or onto the top of the not yet cooled sealing wall before applying the covering layer to the top.
  • the pressing is carried out, for example, with a roller.
  • the chippings create a rough surface to which the sealing wall or covering layer applied to it bonds particularly stably and tightly.
  • the top layer is preferably applied at a temperature of the mastic asphalt of the top layer of 220 °C to 230 °C, preferably 225 °C.
  • the temperatures mentioned lead to a particularly tight connection between the top layer and the sealing wall.
  • the top layer is preferably applied at a higher temperature than the application of the base layer and the installation of the sealing wall, so that the mastic asphalt of the top layer can be processed well despite modification with graphite.
  • the application of the surface layer preferably includes rolling the surface layer with chippings.
  • the chippings ensure that the surface of the surface layer is sufficiently rough for safe use of the traffic area.
  • the rolling process removes any Capillary pores that could lead to leaks are pushed out of the top layer.
  • the application of the base layer and/or the installation of the sealing wall preferably takes place at a temperature of the mastic asphalt of the base layer and/or the sealing wall of 200 °C to 230 °C, preferably 210 °C to 220 °C.
  • the temperatures mentioned lead to a particularly tight connection between the base layer and the sealing wall.
  • the method preferably additionally comprises creating, preferably drilling, an opening through the sealing wall and preferably introducing a connecting part into the opening, so that the connecting part is designed for at least liquid-conducting, preferably also gas-conducting, connection of a fluid line to the intermediate layer.
  • Drilling through the sealing wall is carried out, for example, using a masonry drill with an outer diameter of, for example, 0.5 inches to 1.5 inches.
  • Drilling is carried out, for example, with a 4-stage drill bit to obtain a clean wall and to prevent any uneven drill run, which could lead to an uneven hole, which in turn could make sealing more difficult.
  • a cavity is then drilled into the intermediate layer using a 4-stage drill.
  • the intermediate layer contains a distributor pipe
  • access to the distributor pipe is preferably made through the opening in the sealing wall and a cavity is preferably drilled through the distributor pipe into the intermediate layer.
  • different drills can be used, for example an iron drill to drill through a distributor pipe, a profile rail or a perforated sheet made of stainless steel, or a 4-stage drill to drill through a Distribution pipe, a profile rail or a perforated sheet made of plastic and drill into the porous intermediate layer.
  • the method preferably additionally comprises an at least liquid-tight, preferably also gas-tight, connection of an outer side of the connection part to the sealing wall.
  • the method preferably additionally comprises connecting the fluid line to the connection part in a way that at least conducts liquids and preferably also conducts gases.
  • the opening through the sealing wall is preferably vacuumed and/or the entire intermediate layer is preferably rinsed, in particular in both directions, before the fluid line is connected to the connection part in order to avoid contamination, deposits or blockages in the system consisting of the fluid line, connection part and intermediate layer.
  • the vacuuming and/or rinsing can be carried out after the superstructure has been completed, for example in order to remove contamination that has been introduced into the opening and/or the intermediate layer by repairs or reconstruction work on the superstructure.
  • Figure 1 shows a schematic cross section through a superstructure 100 according to the invention.
  • the superstructure 100 shown comprises a base layer 110, e.g. with a thickness of 3 cm to 5 cm, made of a mastic asphalt, for example with a maximum grain diameter of 8 mm or 11 mm and with basalt as aggregate.
  • a base layer 110 e.g. with a thickness of 3 cm to 5 cm, made of a mastic asphalt, for example with a maximum grain diameter of 8 mm or 11 mm and with basalt as aggregate.
  • the superstructure 100 shown comprises an intermediate layer 120 arranged on the base layer 110, e.g. with a thickness of 6 cm, made of an open-pored asphalt, wherein the base layer 110 seals an underside 123 of the intermediate layer 120 at least liquid-tight.
  • the open-pored asphalt has, for example, a maximum grain diameter of 16 mm and contains a mass fraction of 0.1% carbon fibers and 0.4% cellulose fibers.
  • the carbon fibers have, for example, a fiber length of 3 mm to 10 mm with an average fiber length of 5 mm and a tensile strength of 5 GPa to 6 GPa.
  • the superstructure 100 shown comprises a covering layer 130 arranged on the intermediate layer 120, e.g. with a thickness of 3 cm, made of a mastic asphalt, wherein the covering layer 130 seals an upper side 121 of the intermediate layer 120 at least in a liquid-tight manner.
  • the mastic asphalt of the covering layer 130 contains, for example, quartzite as aggregate and a mass fraction of 2.5% graphite.
  • the superstructure 100 shown comprises at least one sealing wall 140 arranged on at least one side surface 122a, 122b, in the drawing on a left side surface 122a and on a right side surface 122b, of the intermediate layer 120, e.g. with a width of 20 cm to 30 cm, made of a mastic asphalt, wherein the sealing wall 140 connects the base layer 110 to the covering layer 130 and seals the at least one side surface 122 at least liquid-tight.
  • the mastic asphalt of the sealing wall 140 contains, for example, basalt with a maximum grain diameter of 5 mm as aggregate.
  • the superstructure 100 shown comprises at least one connecting part 145 arranged at least partially in the at least one sealing wall 140 for at least liquid-conducting connection of a fluid line 150 for a heat transport fluid to the intermediate layer 120, wherein an outer side 146 of the connecting part 145 is connected at least liquid-tight to the at least one sealing wall 140.
  • connection parts 145 are shown, of which, for example, one can serve as an inlet for the heat transport fluid into the intermediate layer and the other as an outlet for the heat transport fluid from the intermediate layer.
  • the base layer 110 shown comprises a sealing layer 115 arranged on a bottom side 113 of the base layer 110, wherein the sealing layer 115 seals the bottom side 113 of the base layer 110 at least in a liquid-tight manner, wherein the sealing layer 115 comprises, for example, a bitumen welding sheet.
  • the base layer 110 shown is arranged on an asphalt base layer 160, for example with a bitumen mass content of 4.5%.
  • the asphalt base layer 160 can be a conventional asphalt base layer AC 22 T S in accordance with ZTV Asphalt-StB.
  • the asphalt base layer 160 contains, for example, basalt as aggregate.
  • Figure 2 shows a schematic cross section through a superstructure 100 according to the invention and its supply with the heat transport fluid.
  • the superstructure 100 shown can, for example, be as in Figure 1 shown, whereby for the sake of clarity not all features of the superstructure 100 are shown and labeled.
  • the intermediate layer 120 of the superstructure 100 is connected to the connecting parts 145 of the superstructure by fluid lines 150 with the heat transport fluid (shown by arrows), for example water.
  • the connection part 145 through which the heat transport fluid is introduced into the intermediate layer 120 (in Figure 2 right), for example, as in Figure 2 shown higher than the connection part 145 through which the heat transfer fluid is removed from the intermediate layer 120 (in Figure 2 Left).
  • the heat transport fluid is pumped, for example, by a pump 180 from a reservoir 170 through a fluid line 150 into the intermediate layer 130 and returned from the intermediate layer 130 into the reservoir 170 through another fluid line 150.
  • the fluid line 150 leading to the intermediate layer 130 can have a flow meter and/or pressure gauge 152 for measuring the flow of the heat transport fluid into the intermediate layer 130 and/or for measuring the pressure of the heat transport fluid in the fluid line 150 and/or a valve 151, in particular a flow control valve, for regulating the flow.
  • a flow meter and/or pressure gauge 152 for measuring the flow of the heat transport fluid into the intermediate layer 130 and/or for measuring the pressure of the heat transport fluid in the fluid line 150 and/or a valve 151, in particular a flow control valve, for regulating the flow.
  • the fluid line 150 leading to the intermediate layer 130 can have a control fluid column 190 for controlling the pressure in the fluid line 150 and/or a pressure control valve 202 for adjusting the pressure in the fluid line 150.
  • the control fluid column 190 preferably comprises an overflow 192 through which the heat transport fluid flows into the reservoir 170 when a maximum pressure is exceeded.
  • the overflow 192 is preferably adjustable in height above the fluid line 150 (indicated by dashed lines).
  • the pressure control valve 202 preferably includes a relief drain 201 through which excess heat transfer fluid is returned to the reservoir 170.
  • Figure 3 shows an enlarged section of Figure 2 in the area of the control fluid column 190.
  • the control fluid column 190 may include a length-adjustable riser pipe 191 for the heat transport fluid from the fluid line 150 to adjust the height of the overflow 192 above the fluid line 150.
  • Figure 4 shows the excerpt from Figure 3 with an alternative design of supplying the superstructure 100 with the heat transport fluid.
  • a pressure reducer 200 is provided for adjusting the pressure in the fluid line 150.

Landscapes

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Oberbau für eine Verkehrsfläche, wobei der Oberbau eine Basisschicht aus einem Gussasphalt, und eine auf der Basisschicht angeordnete Zwischenschicht aus einem offenporigen Asphalt umfasst, wobei die Basisschicht eine Unterseite der Zwischenschicht zumindest flüssigkeitsdicht verschließt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Oberbaus.
    • Stand der Technik
  • Asphalt ist ein temperaturabhängiger Baustoff, der seine optimalen Materialeigenschaften innerhalb eines Temperaturintervalls von oberhalb von 0 °C bis etwa 40 °C erreicht. Weicht die Temperatur nach oben von diesem Intervall ab, wird das Material zunehmend viskos, und es bilden sich durch die Verkehrsbelastung Verformungen, z. B: Spurrinnen, die den Gesamtoberbau schwächen und die Nutzungszeit verringern.
  • Zusätzlich ergeben sich durch Asphaltflächen in urbanen Räumen Probleme in Folge der Erwärmung durch Sonneneinstrahlung, Speicherung und anschließenden Abgabe von Wärmeenergie an die Umgebung, wodurch die Asphaltflächen das allgemeine Temperaturniveau erhöhen und somit zum Urban-Heat-Island Phänomen beitragen. Daraus ergeben sich folgende Probleme:
    • Reduktion des Wohlbefindens aufgrund andauernd hoher Temperaturen (vor allem nachts durch Erschweren eines erholsamen Schlafs),
    • negative gesundheitliche Konsequenzen über die andauernde Hitzebelastung des Herz-Kreislaufsystems,
    • erhöhter Energiebedarf durch den gesteigerten Kühl- und Klimatisierungsbedarf.
  • Andererseits ergeben sich bei niedrigen Temperaturen Probleme durch kryogene Spannungen innerhalb des Asphaltoberbaus sowie Beschädigungen durch Frost-Tau Wechsel von in den Oberbau eingedrungenem Wasser. Beides führt zur Schädigung des Oberbaus und zur Reduktion der Nutzungsdauer. Diese Beschädigung des Straßenaufbaus, beispielsweise durch Materialaustrag, führt zu einer Reduktion des Komforts für Verkehrsteilnehmer und einer Reduktion der Verkehrssicherheit auch in den Jahreszeiten ohne Glätte.
  • Neben den materialbezogenen Problemen ergeben sich bei Frost außerdem Probleme durch Glättebildung und Überfrieren bzw. Zuschneien der Asphaltfläche. Glatte oder überschneite Flächen machen Winterdienst notwendig, um die gefahrenfreie Nutzung der Flächen zu ermöglichen. Wird beim Winterdienst Streusalz eingesetzt, kommt es auch hier zu Problemen aufgrund der negativen Auswirkungen des Streusalzes auf Grundwasser, umgebende Flora und Fauna. Ferner kann Streusalzeinsatz auch zu Schäden an Fahrzeugen und der umgebenden Bebauung führen.
  • Um diese Probleme zu reduzieren oder zu vermeiden, können Asphaltflächen temperiert werden. Diese Temperierung erfolgt über die Durchströmung der Asphaltfläche mittels eines Fluids, das üblicherweise in einem Rohrregister geführt wird. Daraus ergeben sich jedoch folgende Nachteile:
    • die maximale Wärmeübertragungsfläche ist das Produkt der Länge des Rohrstrangs mit seiner Mantelfläche, was die maximale Wärmeübertragungsrate begrenzt,
    • der Einbau von Rohren in den Oberbau und der Rückbau sind aufwändig und aufgrund des hohen Anteils an Handarbeit teuer,
    • die Materialkosten des Rohrregisters führen zu hohen Gesamtkosten.
  • Um die Nachteile des Rohrregisters zu überwinden, wird in den Druckschriften "Thermal and hydraulic analysis of multilayered asphalt pavements as active solar collectors" (P. Pascual-Muñoz, D. Castro-Fresno, P. Serrano-Bravo, A. Alonso-Estébanez, Applied Energy, Volume 111, 2013, Pages 324-332, ISSN 0306-2619, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.05.013) und CN 101387097 A vorgeschlagen, anstelle des Rohrregisters eine poröse Zwischenschicht zu verwenden, um das Fluid durch die Asphaltfläche zu leiten. Daraus ergibt sich insbesondere der Vorteil einer höheren Wärmeübertragungsrate, da die Kontaktfläche zwischen Asphalt und Fluid der inneren Oberfläche des Porenvolumens entspricht.
  • Das Dokument WO 01/29321 A1 offenbart einen Oberbau mit einer porösen Zwischenschicht gemäß des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Nachteilig an Oberbauten mit einer porösen Zwischenschicht ist jedoch, dass bisher keine kostengünstige Methode bekannt ist, um die Zwischenschicht zuverlässig abzudichten, sodass das Fluid nicht unkontrolliert austritt.
    • Technische Aufgabe
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen temperierbaren Oberbau für eine Verkehrsfläche zu schaffen, der kostengünstig hergestellt, betrieben und zurückgebaut werden kann, eine hohe Wärmeübertragungsrate erlaubt und dauerhaft zuverlässig ohne Fluidverlust funktioniert.
    • Technische Lösung
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Oberbau gemäß Anspruch 1 bereit, der die technische Aufgabe löst. Ebenso wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung des Oberbaus gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung betrifft einen Oberbau für eine Verkehrsfläche. Die Verkehrsfläche kann beispielsweise eine Straße, ein Radweg, ein Gehweg, ein Parkplatz, ein Rollfeld, eine Startbahn oder eine Landebahn sein.
  • Der Oberbau umfasst eine Basisschicht aus einem Gussasphalt. Die Basisschicht hat beispielsweise eine Dicke von 3 cm bis 5 cm. Eine mehrlagige Ausführung der Basisschicht aus mehreren, beispielsweise zwei, jeweils 3 cm bis 4 cm dicken Schichten ist ebenfalls möglich.
  • Gussasphalt wird üblicherweise als praktisch dampfdicht betrachtet. Allerdings hat sich gezeigt, dass bei der vorliegenden Anwendung auch kleinste Risse zu Undichtigkeiten führen können. Eine zunehmende Schichtdicke reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass sich Poren durch die gesamte Basisschicht durchziehen, oder dass Risse miteinander in Verbindung stehen, und so Flüssigkeit durch sie austreten kann. Ein zweilagiger Aufbau verringert ebenfalls die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler, Risse oder Poren einer Lage sich durch die gesamte Basisschicht ziehen.
  • Die Verwendung von Gussasphalt hat den Vorteil, dass eine gute Verbindung mit der porösen Zwischenschicht und den weiteren Komponenten des Aufbaus aufgrund der ähnlichen Materialeigenschaften erreicht werden kann. Eine gute Verbindung bedeutet geringere Angriffspunkte für den Austritt von Flüssigkeit.
  • Gussasphalt hat außerdem eine geringe Wärmeleitfähigkeit, was die Wärme in der Schicht hält und nicht in den Boden dissipiert. Der Gussasphalt leistet so neben der Abdichtungsfunktion noch eine thermische Isolierungsfunktion.
  • Der Oberbau umfasst eine auf der Basisschicht angeordnete Zwischenschicht aus einem offenporigen Asphalt, wobei die Basisschicht eine Unterseite der Zwischenschicht zumindest flüssigkeitsdicht, vorzugsweise auch gasdicht, verschließt.
  • Dadurch kann ein Wärmetransportfluid, beispielsweise Wasser, durch die Zwischenschicht strömen, ohne an der Unterseite der Zwischenschicht unkontrolliert auszutreten. Das Wärmetransportfluid kann dazu genutzt werden, den Oberbau zu temperieren, indem entweder relativ zum Oberbau kälteres Wärmetransportfluid genutzt wird, um den Oberbau zu kühlen, oder relativ zum Oberbau wärmeres Wärmetransportfluid genutzt wird, um den Oberbau zu erwärmen. Die beim Kühlen des Oberbaus vom Wärmetransportfluid aufgenommene Wärme kann, beispielsweise mit einer Wärme-Kraft-Maschine, in nutzbare Energie umgewandelt werden. Darüber hinaus kann im Sommer aus dem Oberbau entnommene Wärme gespeichert werden, um die Wärme im Winter zum Beheizen des Oberbaus zu verwenden.
  • Die Zwischenschicht kann abhängig von der Belastung und den Randbedingungen wie Temperatur, Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit und Eigenschaften der Oberfläche in unterschiedlichen Dicken ausgeführt sein. Die Schichtdicke liegt beispielsweise zwischen 4 cm und 8 cm. Eine Zwischenschicht mit einer Schichtdicke von 6 cm hat in einem Langzeitversuch gute Stabilität und Leitfähigkeit gezeigt.
  • Eine geringe Schichtdicke erlaubt eine kostengünstige Herstellung. Die Schichtdicke von 6 cm eignet sich insbesondere für ein Mischgut von wasserdurchlässigem Asphalt mit einem Größtkorndurchmesser von 16 mm, wobei die Mischung beispielsweise dem Typ PA 16 T WDA ähnlich zusammengesetzt sein kann.
  • Der Oberbau umfasst eine auf der Zwischenschicht angeordnete Deckschicht aus einem Gussasphalt, wobei die Deckschicht eine Oberseite der Zwischenschicht zumindest flüssigkeitsdicht verschließt. Die Deckschicht verhindert somit, dass das Wärmetransportfluid durch die Oberseite unkontrolliert aus der Zwischenschicht austritt. Aus Gussasphalt kann die Deckschicht besonders einfach und kostengünstig hergestellt und mechanisch stabil und flüssigkeitsdicht mit den weiteren Komponenten des Oberbaus verbunden werden.
  • Die Schichtdicke der Deckschicht sollte so gering wie möglich sein, um den Wärmeaustausch zwischen der Oberfläche der Deckschicht und dem Wärmetransportfluid in der Zwischenschicht nicht zu behindern. Abhängig vom verwendeten Material sind beispielsweise Schichtdicken von 2,5 cm bis 3,5 cm möglich. Eine Schichtdicke von 3 cm ist besonders einfach herzustellen.
  • Die Schichtdicke stellt einen Kompromiss zwischen hoher Dichtheit, hoher mechanischer Beständigkeit und hoher Steifigkeit einerseits und hoher Wärmeleitfähigkeit andererseits dar.
  • Für die Wärmeleitung sollte die Schichtdicke minimal sein, um eine möglichst hohe Wärmeübertragungsrate zwischen der Oberseite der Deckschicht und der porösen Zwischenschicht oder dem dadurch strömenden Wärmetransportfluid zu ermöglichen.
  • Je geringer die Schichtdicke ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass einzelne Fehlstellen zu Undichtigkeiten der Deckschicht führen. Eine nachträgliche Abdichtung ist zwar möglich, wirkt sich allerdings negativ auf die Wärmeübertragung aus. Eine größere Schichtdicke erlaubt außerdem eine größere mechanische Beständigkeit und Lastabtragung. Insbesondere ist die Deckschicht mit zunehmender Dicke besser in der Lage, einen Teil der Schubbelastung aufzunehmen, die ansonsten von der Zwischenschicht aufgenommen werden müsste. Die poröse Zwischenschicht ist aufgrund ihrer Beschaffenheit weniger geeignet, die Belastungen aufzunehmen als die Deckschicht.
  • Der Oberbau umfasst zumindest eine an zumindest einer Seitenfläche, vorzugsweise an zwei, drei oder vier Seitenflächen, der Zwischenschicht angeordnete Abdichtwand aus einem Gussasphalt, wobei die Abdichtwand die Basisschicht mit der Deckschicht verbindet und die zumindest eine Seitenfläche zumindest flüssigkeitsdicht, vorzugsweise auch gasdicht, verschließt.
  • Die Abdichtwand verhindert somit, dass das Wärmetransportfluid unkontrolliert an der Seitenfläche oder den Seitenflächen aus der Zwischenschicht austritt. Durch die Verwendung von Gussasphalt kann die Abdichtwand besonders einfach hergestellt und besonders stabil und dicht mit der Basisschicht und der Deckschicht, die ebenfalls aus Gussasphalt bestehen, verbunden werden.
  • Die Abdichtwand weist beispielsweise senkrecht zu der Seitenfläche eine Dicke zwischen 20 cm und 30 cm auf. Diese Dicke hat sich in Versuchen als ausreichend zur zuverlässigen Abdichtung ergeben. Eine geringere Dicke von 12 cm ist auch möglich, ist jedoch anfälliger für Materialfehler, die zu Undichtigkeiten führen können, die ein Nacharbeiten notwendig machen. Eine Dicke der seitlichen Abdichtwand von mehr als 12 cm hat daher den Vorteil, dass sie mit größerer Zuverlässigkeit ohne Undichtigkeiten ausgeführt werden kann.
  • Eine große Dicke der Abdichtwand führt zu einer großen Kontaktfläche der Abdichtwand mit der Deckschicht. Eine große Kontaktfläche erleichtert die Abdichtung am Übergang zwischen der Deckschicht und der seitlichen Abdichtwand, da die Wahrscheinlichkeit, dass einzelne Fehler zu einem Austritt von Wärmetransportfluid führen, deutlich reduziert wird.
  • Eine große Dicke der Abdichtwand hat außerdem den Vorteil, dass sie thermisch isolierend wirkt und somit vermeidet, dass Wärme aus der Zwischenschicht oder dem Wärmetransportfluid darin durch die Abdichtwand verloren geht.
    • Beschreibung der Ausführungsarten
  • Der Oberbau umfasst vorzugsweise zusätzlich zumindest ein zumindest teilweise in der Abdichtwand angeordnetes Anschlussteil zum zumindest flüssigkeitsleitenden, vorzugsweise auch gasleitenden, Anschluss einer Fluidleitung für ein Wärmetransportfluid an die Zwischenschicht, wobei eine Außenseite des Anschlussteils zumindest flüssigkeitsdicht, vorzugsweise auch gasdicht, mit der Abdichtwand verbunden ist.
  • Mit Hilfe des Anschlussteils kann die Fluidleitung besonders einfach und ohne die Dichtheit des Oberbaus zu gefährden an die Zwischenschicht angeschlossen werden. Die Fluidleitung kann beispielsweise ein Rohr aus HDPE (High Density Polyethylene) umfassen, das sich durch gute Verarbeitbarkeit, Verwitterungsbeständigkeit, Widerstandsfähigkeit gegenüber Säure und Korrosionsbeständigkeit auszeichnet.
  • Der Oberbau umfasst vorzugsweise zumindest zwei Anschlussteile, damit das Wärmetransportfluid gleichzeitig durch ein Anschlussteil in die Zwischenschicht eingeleitet und durch ein anderes Anschlussteil aus der Zwischenschicht ausgeleitet werden kann. Das einleitende Anschlussteil kann höher, gleich hoch oder tiefer als das ausleitende Anschlussteil an der Zwischenschicht angeordnet sein.
  • Die Außenseite des Anschlussteils kann beispielsweise durch einen Dichtring oder mehrere Dichtringe und/oder eine Dichtungsmasse, die beispielsweise zwischen den Dichtringen angeordnet sein kann, zumindest flüssigkeitsdicht mit der Abdichtwand verbunden sein. Die Dichtungsmasse kann dazu ausgelegt sein, Undichtigkeiten aufgrund von Bewegungen der Abdichtwand relativ zum Anschlussteil zu vermeiden. Entlang des Anschlussteils kann beispielsweise ein Dichtring vor der Abdichtwand und ein Dichtring hinter Abdichtwand angeordnet sein.
  • Das Anschlussteil kann in die Zwischenschicht oder in das im Folgenden beschriebene Verteilerrohr hineinragen, um eine möglichst weite Verteilung von durch das Anschlussteil in die Zwischenschicht eingeleitetem Wärmetransportfluid in der Zwischenschicht zu begünstigen.
  • Der Oberbau umfasst vorzugsweise zusätzlich ein in der Zwischenschicht angeordnetes und zumindest flüssigkeitsleitend, vorzugsweise auch gasleitend, an das Anschlussteil angeschlossenes Verteilerrohr zur Verteilung von durch das Anschlussteil in die Zwischenschicht eingeleitetem Wärmetransportfluid in der Zwischenschicht.
  • Das Verteilerrohr kann auch als Sammelrohr zum Sammeln des Wärmetransportfluids zur Ableitung aus der Zwischenschicht durch das Anschlussteil verwendet werden.
  • Das Verteilerrohr begünstigt die großflächige Verteilung des Wärmetransportfluids in der Zwischenschichte oder die großflächige Sammlung des Wärmetransportfluids aus der Zwischenschicht mit einer begrenzten Anzahl von Anschlussteilen und somit mit einer begrenzten Anzahl von Risikobereichen für Undichtigkeiten der Abdichtwand.
  • Das Verteilerrohr kann beispielsweise eine Profilschiene, die einseitig mit einem Lochblech verschlossen ist, umfassen. Die Profilschiene und/oder das Lochblech können beispielsweise aus einem Edelstahl oder einem Kunststoff bestehen.
  • Um eine Schädigung des Oberbaus durch einen zu hohen Druck des Wärmetransportfluids zu vermeiden, weist eine Fluidleitung, durch die das Wärmetransportfluid dem Oberbau zugeführt wird, vorzugsweise eine Kontroll-Fluidsäule, ein Druckventil und/oder einen Druckminderer, zur Kontrolle und/oder Regelung des Drucks des Wärmetransportfluids in der Fluidleitung auf. Die Kontroll-Fluidsäule ist vorzugsweise als Steigrohr mit einem Überlauf für das Wärmetransportfluid ausgestaltet, wobei der Überlauf das überlaufende Wärmetransportfluid vorzugsweise in ein Reservoir für das Wärmetransportfluid zurückführt. Der Maximaldruck in der Fluidleitung ist vorzugsweise über die Höhe des Überlaufs über der Fluidleitung in einem Bereich zwischen 1 mbar und 100 mbar (1 cm bis 100 cm Wassersäule) einstellbar. Allerdings sollte ein Druck von 100 mbar nur für kurzfristiges Spülen des Oberbaus genutzt werden. Im Betrieb des Oberbaus sollte der Druck so niedrig wie möglich gehalten werden, ohne den Temperaturaustausch zwischen Wärmetransportfluid und Oberbau negativ zu beeinträchtigen oder zu einer diskontinuierlichen Strömung innerhalb der Zwischenschicht zu führen. Abhängig von der Fläche der Zwischenschicht und der Durchflussmenge des Wärmetransportfluids durch die Zwischenschicht kann der Druck im Betrieb beispielsweis bei etwa 10 mbar liegen.
  • Der Gussasphalt der Basisschicht und/oder der Abdichtwand enthält vorzugsweise Basalt, Schlacke und/oder andere poröse Mineralstoffe als Gesteinskörnung. Der Basalt, die Schlacke oder der poröse Mineralstoff kann einen Teil der Gesteinskörnung des Gussasphalts oder die gesamte Gesteinskörnung des Gussasphalts bilden. Basalt, Schlacke und poröse Mineralstoffe zeichnen sich durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit aus, sodass Wärmeverluste aus der Zwischenschicht durch die Basisschicht und/oder die Abdichtwand minimiert werden.
  • Die Schlacke kann beispielsweise Hochofenschlacke, Stahlwerksschlacke, Schlacke aus Kupfererzeugung und/oder Gießerei-Kupolofen-Schlacke umfassen.
  • Da industriell hergestellte Gesteinskörnungen basierend auf Schlacken nicht so kostengünstig sind wie natürliche Gesteinskörnungen, sollten sie vorzugsweise dann verwendet werden, wenn keine oder nicht ausreichende natürliche Gesteinskörnungen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit zur Verfügung stehen, oder wenn die an den Oberbau angrenzende Bebauung oder der anstehende Boden stark wärmeleitfähig ist.
  • Der Gussasphalt der Basisschicht und/oder der Abdichtwand weist vorzugsweise einen Größtkorndurchmesser von 2 mm bis 24 mm, bevorzugt von 4 mm bis 12 mm, besonders bevorzugt von 5 mm bis 11 mm, auf. Der Gussasphalt der Basisschicht weist beispielsweise einen Größtkorndurchmesser von 8 mm oder 11 mm auf. Der Gussasphalt der Abdichtwand weist beispielsweise einen Größtkorndurchmesser von 5 mm auf.
  • Die Wahrscheinlichkeit von Rissen oder durchgängigen Poren steigt mit zunehmendem Durchmesser des Größtkorns der Gussasphaltmischung, sodass ein möglichst kleines Größtkorn vorteilhaft ist. Andererseits müssen die Abdichtwand und besonders die Basisschicht stabil genug sein, um die Belastung des restlichen Oberbaus zuzüglich des darüber laufenden Verkehrs aufzunehmen und an die darunter liegende Schicht ableiten zu können, wofür ein möglichst großes Größtkorn vorteilhaft ist. Die genannten Größtkorndurchmesser haben sich für praktische Anwendungen als geeigneter Kompromiss zwischen geringer Fehlstellenneigung und hoher Stabilität herausgestellt.
  • Der offenporige Asphalt der Zwischenschicht weist vorzugsweise einen Größtkorndurchmesser von 4 mm bis 32 mm, bevorzugt von 8 mm bis 24 mm, besonders bevorzugt von 16 mm, auf.
  • Mit steigendem Durchmesser des Größtkorns steigt die minimal notwendige Schichtdicke und somit steigen auch die Masse des Oberbaus und die Kosten zur Herstellung des Oberbaus.
  • Ein großer Durchmesser des Größtkorns wirkt sich positiv auf die Porenstruktur aus. Die Anzahl der verbundenen Poren, die die hydraulische Leitfähigkeit positiv beeinflussen, steigt. Eine bessere hydraulische Leitfähigkeit verringert das Risiko von Aufstauungen, die zu Beschädigung des Gesamtaufbaus und letztlich zu Undichtigkeiten führen können. Gleichzeitig kann bei größerer hydraulischer Leitfähigkeit die Menge von in der Schicht zirkuliertem Wasser per Zeiteinheit erhöht werden, was zu besseren Kühl- und Erwärmungsleistungen führen kann.
  • Mischgut von wasserdurchlässigem Asphalt mit einem Größtkorndurchmesser von 16 mm, beispielsweise eine dem Typ PA 16 T WDA ähnelnde Mischung, ergibt als offenporiger Asphalt für die Zwischenschicht für praktische Anwendungen den besten Kompromiss zwischen Leitfähigkeit für das Wärmetransportfluid, mechanischer Beständigkeit und Schichtdicke. Eine Ausführung ist auch mit wasserdurchlässigem Asphalt ähnlich dem Typ PA 8 D WDA (8 mm Größtkorndurchmesser) oder PA 22 T WDA (22 mm Größtkorndurchmesser) möglich, falls Randbedingungen die Verwendung einer Mischung ähnlich dem Typ WDA 16 nicht zulassen. Ein mögliches Beispiel ist eine Verwendung des Oberbaus in einem offenen Parkhaus. Durch die statische Konstruktion des Gebäudes darf dort der Oberbau eine vorgegebene Masse nicht überschreiten.
  • Der offenporige Asphalt der Zwischenschicht enthält vorzugsweise Zellulosefasern mit einem Massenanteil von 0,04 % bis 4 %, bevorzugt von 0,1 % bis 0,5 %, besonders bevorzugt von 0,4 %, an dem offenporigen Asphalt. Die Zellulosefasern verhindern ein Ablaufen des Bindemittels, um eine gute Verklebung der Gesteinskörnung des Asphalts über das Bindemittel zu erlauben.
  • Der offenporige Asphalt der Zwischenschicht enthält vorzugsweise Kohlenstofffasern mit einem Massenanteil von 0,01 % bis 1 %, bevorzugt von 0,05 % bis 0,2 %, besonders bevorzugt von 0,1 %, an dem offenporigen Asphalt, wobei die Kohlenstofffasern bevorzugt eine Faserlänge von 1 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 3 mm bis 10 mm, und/oder eine Zugfestigkeit von 5 GPa bis 6 GPa aufweisen. Eine mittlere Faserlänge der Kohlenstofffasern beträgt vorzugsweise 3 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt 5 mm.
  • Bei den Kohlenstofffasern handelt es sich vorzugsweise um recycelte Kohlenstofffasern, um die Kosten und den Ressourcenverbrauch zur Herstellung des Oberbaus zu minimieren.
  • In Versuchen hat sich eine Zwischenschicht aus einem offenporigen Asphalt mit einem Größtkorndurchmesser von 16 mm und einem Massenanteil von 0,1 % Kohlenstofffasern und 0,4 % Zellulosefasern als eine praktikable Lösung erwiesen.
  • Die Modifizierung des offenporigen Asphalts mit Kohlenstofffasern führt zu einer verringerten Wasserempfindlichkeit auf Basis der hydrophoben Eigenschaften der Kohlenstofffasern. Die Kohlenstofffasern verbessern außerdem die Kohäsion der porösen Zwischenschicht und machen sie so beständiger gegenüber auftretenden Schubbelastungen und Porendrücken.
  • Eine Modifizierung des offenporigen Asphalts mit einem Massenanteil von mehr als 0,1 % Kohlenstofffasern führt zwar zu einer geringen Verbesserung der Spaltzugfestigkeit, allerdings erhöhen sich auch die Wasserempfindlichkeit sowie die Kosten. Daher ist ein Massenanteil von 0,1 % Kohlenstofffasern besonders bevorzugt.
  • Ein möglicher Wirkmechanismus der Kohlenstofffasern ist, dass sich die Kohlenstofffasern bei geringer Zugabemenge mit den Zellulosefasern vermischen und gut verteilen. Dadurch wirken die Kohlenstofffasern wasserabweisend, und es kommt in geringerem Maße zum Ablösen des Bitumens von der Gesteinskörnung, sodass Beschädigungen reduziert werden oder ausbleiben. Eine zu große Zugabemenge von Kohlenstofffasern führt aufgrund ihrer Steifigkeit dazu, dass das Gesteinsgerüst auseinandergedrückt wird, sodass die Stabilität des Gesteinsgerüsts verringert wird. Ab einer bestimmten Zugabemenge können die Kohlenstofffasern jedoch wie eine ineinander verzahnte Armierung wirken. Überprüft wurden Massenanteile der Kohlenstofffasern zwischen 0 % bis 5 % in Schritten von 0,1 Prozentpunkten und mit einem Gesamt-Massenanteil an Kohlenstofffasern und Zellulosefasern zusammen von 0,5 %. Die über alle Untersuchungen beste Variante war mit einem Massenanteil von 0,1 % Kohlenstofffasern modifiziert.
  • Der Gussasphalt der Deckschicht enthält vorzugsweise eine für den Straßenbau geeignete Gesteinskörnung mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Quarzit oder Grauwacke, als Gesteinskörnung, wobei die Gesteinskörnung mit hoher Wärmeleitfähigkeit einen Teil der Gesteinskörnung oder die gesamte Gesteinskörnung des Gussasphalts der Deckschicht bilden kann. Eine Gesteinskörnung mit hoher Wärmeleitfähigkeit bewirkt eine hohe Wärmeübertragungsrate zwischen der Oberfläche der Deckschicht und der Zwischenschicht oder dem Wärmetransportfluid darin.
  • Der Gussasphalt der Deckschicht weist vorzugsweise einen Größtkorndurchmesser von 2 mm bis 32 mm, bevorzugt von 4 mm bis 16 mm, besonders bevorzugt von 8 mm, auf.
  • Es können Gussasphalte mit allen genannten Größtkorndurchmessern, insbesondere 5 mm, 8 mm oder 11 mm, für die Deckschicht verwendet werden. Allerdings müssen bei geringen Größtkorndurchmessern mehr versteifende Modifizierungen vorgenommen werden, oder sie sollten nur auf geringer belasteten Flächen eingesetzt werden. Für größere Größtkorndurchmesser ergibt sich das Problem der möglicherweise unzureichenden Dichtheit der Deckschicht. Allerdings sind Deckschichten mit großem Größtkorndurchmesser auch für stärker belastete Verkehrsflächen einsetzbar. Ein guter Kompromiss ist ein mittlerer Größtkorndurchmesser von beispielsweise 8 mm mit einer Modifizierung des Gussasphalts, beispielsweise mit Grafit.
  • Der Gussasphalt der Deckschicht kann einen hohen Brechsandanteil im Verhältnis zum Natursandanteil, beispielsweise ein Verhältnis von Brechsandanteil zu Natursandanteil von 1,1 : 1 oder höher, enthalten, um die mechanische Belastbarkeit weiter zu verbessern.
  • Der Gussasphalt der Deckschicht kann Wachse, beispielsweise Fettsäureamide mit einem Massenanteil von 0,1 % bis 0,9 %, insbesondere von 0,3 %, zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit enthalten, um einen mit hoher Steifigkeit konzipierten Gussasphalt (z.B. bei Modifizierung mit Grafit und hohem Brechsandanteil) einbaubar zu halten.
  • Der Gussasphalt der Deckschicht enthält erfindungsgemäß Grafit mit einem Massenanteil von 1,25 % bis 5 %, besonders bevorzugt 2,5 %, an dem Gussasphalt. Grafit verbessert die Wärmeleitfähigkeit der Deckschicht, sodass eine hohe Wärmeübertragungsrate zwischen der Oberfläche der Deckschicht und der Zwischenschicht oder dem Wärmetransportfluid darin möglich wird.
  • Die Zugabe von Grafit hat neben der Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit außerdem die Wirkung, dass der Grafit die Steifigkeit und Beständigkeit gegen Verformung der Deckschicht erhöht. Dadurch werden weniger Belastungen an die poröse Zwischenschicht weitergegeben. Da die Deckschicht besser geeignet ist, Belastungen aufzunehmen und bei Beschädigung einfacher zu reparieren ist, als die Zwischenschicht ist dies von Vorteil. Die Zugabe von Grafit reduziert außerdem die Oxidation des Bindemittels im eingebauten Zustand der Deckschicht und verbessert so die Alterungseigenschaften des Asphaltbindemittels, insbesondere bezogen auf Alterung infolge von UV-Strahlung.
  • Die Wärmeleitfähigkeit der Deckschicht kann nicht unbegrenzt durch einen beliebig hohen Massenanteil von Grafit verbessert werden. Grafit hat eine hohe spezifische Oberfläche und damit einen hohen Bedarf an Bindemittel. Um eine stabile Deckschicht zu erhalten, muss der Gussasphalt mit zunehmendem Massenanteil an Grafit auch mehr Bindemittel enthalten. Das als Bindemittel verwendete Bitumen ist jedoch schlecht wärmeleitend und hebt daher die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit durch Grafit teilweise auf.
  • Oberhalb eines maximalen sinnvollen Massenanteils bewirkt eine weitere Erhöhung des Massenanteils an Grafit keine Steigerung der Wärmeleitfähigkeit und wirkt sich negativ auf die Verarbeitbarkeit und Struktur des Gussasphalts aus.
  • Der Massenanteil des Grafits an dem Gussasphalt der Deckschicht sollte daher vorzugsweise zwischen 1,25 % und 5,0 % liegen. Ein Massenanteil von. 2,5 % hat sich in Versuchen besonders vorteilhaft erwiesen. Die Wärmeleitfähigkeit wird hierdurch deutlich verbessert.
  • Es kann auch ein konventioneller Gussasphalt ohne Modifizierung hin zu mehr Wärmeleitfähigkeit für die Deckschicht verwendet werden. Dieser reduziert allerdings die Effizienz des Gesamtsystems.
  • Die Basisschicht umfasst vorzugsweise eine an einer Oberseite und/oder an einer Unterseite der Basisschicht angeordnete Abdichtschicht, wobei die Abdichtschicht die Oberseite und/oder die Unterseite der Basisschicht zumindest flüssigkeitsdicht, vorzugsweise auch gasdicht, verschließt, wobei die Abdichtschicht bevorzugt eine oder mehrere Gussasphaltschichten, ein mit Bitumen getränktes Vlies und/oder eine ein- oder mehrschichtige Bitumen-Schweißbahn umfasst. Die Gussasphaltschichten können beispielsweise eine Dicke von jeweils 3 cm bis 4 cm aufweisen.
  • Die zusätzliche Abdichtschicht bietet einen zusätzlichen Schutz vor Verlust von Wärmetransportfluid aus der Zwischenschicht durch die Basisschicht. Unmodifizierter Gussasphalt und Bitumen-Schweißbahnen haben außerdem eine geringe Wärmeleitfähigkeit, was die Wärme in der Zwischenschicht oder dem Wärmetransportfluid darin hält und Wärmeverluste in den Boden minimiert. Die Abdichtschicht leistet so neben der Abdichtungsfunktion auch eine thermische Isolierungsfunktion.
  • Die Bitumen-Schweißbahn hat weiter den Vorteil, dass sie mit seitlichem Überhang über die Basisschicht hergestellt werden kann. Dieser seitliche Überhang kann nach Fertigstellung der weiteren Schichten an diese angeklappt werden, um eine weitere seitliche Isolierung und Abdichtung zu erhalten.
  • Bevorzugt ist die Abdichtschicht an der Unterseite der Basisschicht angeordnet, um eine Verbindung der Basisschicht mit der Zwischenschicht und/oder der Abdichtwand nicht zu beeinträchtigen.
  • Die Basisschicht ist vorzugsweise auf einer Asphalt-Tragschicht, beispielsweise mit einem Bitumen-Massengehalt von 4 % bis 5 %, bevorzugt von 4,2 % bis 4,8 %, besonders bevorzugt von 4,5 %, angeordnet.
  • Die Asphalt-Tragschicht besteht vorzugsweise aus einer konventionellen Asphalt-Tagschicht AC 22 T S gemäß ZTV Asphalt-StB ("Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt").
  • Vorzugsweise enthält die Asphalt-Tragschicht gegenüber einer konventionellen Asphalt-Tragschicht einen festeren, polymermodifizierten Bitumen 25/55-55 A, 10/40-65 A oder sogar 40/100-65 A, um eine eventuell auftretende kleine Spannung ohne starke Durchbiegung aufnehmen zu können. Die Wahl des Bindemittels hängt von der erreichten Festigkeit und der zu erwartenden Belastung des gesamten Oberbaus und Untergrundes ab.
  • Aufgrund des im Verhältnis zu einem konventionellen Oberbau dickeren Aufbaus und der Füllung mit Wärmetransportfluid muss die Asphalt-Tragschicht eine größere Belastung ableiten als bei einem konventionellen Oberbau. Die Asphalt-Tragschicht AC 22 T S ist für alle höheren Belastungsklassen gemäß ZTV Asphalt-StB einsetzbar, sodass sie auch den Belastungen durch den erfindungsgemäßen Oberbau dauerhaft standhält.
  • Eine Alternative hierzu wäre die Asphalt-Tragschicht AC 32 T S gemäß ZTV Asphalt-StB, die allerdings aufgrund des höheren Größtkorndurchmessers ein größeres Porenvolumen und mehr verbundene Poren aufweist, wodurch die Gefahr von Leckagen steigt.
  • Die Asphalt-Tragschicht AC 22 T S ist bevorzugt, da sie für alle Belastungsklassen Anwendung finden kann. Außerdem weist sie die geringsten Poren verglichen mit anderen Asphalt-Tragschichtkonzeptionen dieser Lastklasse auf, und durch den oben genannten, erhöhten Bitumengehalt werden diese Poren weiter verschlossen.
  • Die Asphalt-Tragschicht ist vorzugsweise so aufgebaut, dass sie zusätzlich zur Basisschicht eine weitere Barriere für das Wärmetransportfluid bildet, die das Wärmetransportfluid daran hindert, aus dem Oberbau auszutreten. Außerdem wirkt der erhöhte Bitumengehalt der Asphalt-Tragschicht als eine weitere thermische Isolierungsschicht, um Wärme im Oberbau zu halten.
  • Die Asphalt-Tragschicht enthält vorzugsweise zumindest anteilig, insbesondere vollständig, eine wenig thermisch leitfähige Gesteinskörnung wie z. B. Basalt, Schlacke oder einen anderen porösen Mineralstoff.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Oberbaus.
  • Das Verfahren umfasst ein Ausbringen der Basisschicht des Oberbaus. Das Ausbringen erfolgt beispielsweise als Gussasphaltschicht MA 8 S mit Straßenbaubitumen der Sorte 20/30 gemäß ZTV Asphalt-StB mit einer Dicke von 4 cm im Handeinbau oder maschinell. Vor dem Ausbringen der Basisschicht kann der Randbereich mittels Stahlschienen abgestellt und auf die gewünschte Dicke der Basisschicht ausgerichtet werden. Der Gussasphalt der Basisschicht wird vorzugsweise bei einer Einbautemperatur von 210 °C bis 220 °C per Hand oder per Gussasphaltbohle maschinell ausgebracht.
  • Vor dem Ausbringen der Basisschicht kann ein, insbesondere maschinelles, Einbauen und Verdichten der Asphalt-Tragschicht des Oberbaus erfolgen. Hierbei wird die Asphalt-Tragschicht beispielsweise aus Walzasphalt mit einem Fertiger maschinell eingebaut und mit einer hierfür geeigneten Walze verdichtet.
  • Zur Verbesserung der Untergrundfestigkeit wird der Untergrund vor dem Ausbringen der Asphalt-Tragschicht vorzugsweise in Abhängigkeit seiner Beschaffenheit, insbesondere des Feuchtegehalts, beispielsweise mit einem Kalk-Zement Gemisch, insbesondere in einer Konzentration zwischen 20 kg/m2 bis 40 kg/m2, verfestigt. Die Verfestigung wirkt einem Entstehen von Rissen in der Basisschicht oder in der Abdichtschicht infolge einer Durchbiegung dieser Schichten wegen eines unzureichend festen Untergrundes entgegen.
  • Durch die Verfestigung wird vorzugsweise ein Wert der Druckfestigkeit des Untergrunds von zumindest 4 N/mm2 erreicht.
  • Die Verfestigung wird vorzugsweise so durchgeführt, dass keine Risse im Untergrund entstehen, die als Reflexionsrisse in die Basisschicht oder in die Abdichtschicht durchschlagen könnten.
  • Auf den in dieser Weise verfestigten Untergrund wird vorzugsweise vor dem Ausbringen der Asphalt-Tragschicht eine ungebundene Tragschicht aufgebracht. Für die Elastizitätsmodule der ungebundenen Tragschicht werden vorzugsweise die Angaben nach den Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO) für die Belastungsklasse 32 nicht unterschritten.
  • Das Verfahren umfasst ein Anbringen der Abdichtwand an die Basisschicht.
  • Vor dem Anbringen der Abdichtwand aus Gussasphalt wird vorzugsweise eine doppelwandige Schalung aus Holz umlaufend hergestellt. Beim Anbringen wird beispielsweise der Gussasphalt MA 5 S mit Straßenbaubitumen der Sorte 20/30 gemäß ZTV Asphalt-StB bei einer Einbautemperatur von 210 °C bis 220 °C lagenweise angebracht und mit einer Holzreibe händisch gewalkt, um Hohlräume zwischen den Lagen zu vermeiden.
  • Auf der Basisschicht kann ein Verteilerrohr angebracht werden, das beispielsweise als Profilschiene aus Edelstahl mit Edelstahl-Lochblech, als Profilschiene aus Kunststoff (z.B. Thermoplast) mit Edelstahl-Lochblech oder als Profilschiene aus Kunststoff mit Kunststoff-Lochblech ausgestaltet sein kann. Nach dem Ausbringen der Basisschicht, jedoch vor deren Erkalten werden beispielsweise an der vorgesehenen Position des Verteilerrohrs Eisen ausgelegt. Aufgrund des Gewichts der Eisen kommt es zu einer Absenkung der Basisschicht von einigen Millimetern, sodass eine Aussparung entsteht, in die das Verteilerrohr teilweise eingebracht werden kann. Nach dem Auskühlen der Basisschicht werden die Eisen entfernt.
  • In der Aussparung kann für einen besseren Verbund mit dem Verteilerrohr die Oberfläche der Basisschicht durch Schleifen oder andere Verfahren abgetragen werden. Die Seiten des Verteilerrohrs, die in Kontakt mit Gussasphalt stehen werden, werden vorzugsweise aufgeraut. Auf die Kontaktfläche der Basisschicht in der Aussparung, sowie auf die Kontaktfläche des Verteilerrohrs wird vorzugsweise ein Primer aufgetragen: für die Gussasphalt-Abdichtungsschicht ein Gussasphalt-Primer und für das Verteikerrohr entweder ein Kunststoff- oder Stahl-Primer. Im nächsten Schritt wird das Verteilerrohr vorzugsweise über die Primer mittels eines Flüssigkunststoffs mit der Basisschicht verklebt.
  • Das Verfahren umfasst ein Einbringen der Zwischenschicht des Oberbaus auf die Basisschicht, sodass die zumindest eine Seitenfläche der Zwischenschicht von der Abdichtwand abgedichtet wird. Die Zwischenschicht wird beispielsweise per Hand oder maschinell mittels Asphaltfertiger bei einer Temperatur des Asphalts der Zwischenschicht von 140 °C bis 175 °C, vorzugsweise von 160 °C bis 170 °C, eingebracht und mit einer Walze statisch und nur mit einer Überfahrt der Fläche gewalzt.
  • Wenn der Untergrund eine starke Neigung aufweist, deren Ausgleich technisch oder aus Kostengründen nicht möglich oder sinnvoll ist, werden in die Zwischenschicht vorzugsweise Leitmaterialien und/oder Trennmaterialien eingebracht, die das Wärmetransportfluid innerhalb der Zwischenschicht leiten.
  • Zum Einbringen der Leitmaterialien und/oder Trennmaterialien wird nach dem Einbau der Zwischenschicht, vorzugsweise mit einem Trennschneider, eine Fuge mit einer Tiefe von beispielsweise 6 cm oder der Tiefe der Zwischenschicht und/oder einer Breite von beispielsweise 10 mm bis 15 mm hergestellt.
  • In einer ersten Ausgestaltung werden nach der Herstellung der Fuge die beiden durch den Trennschnitt freigelegten Stirnseiten der Zwischenschicht, beispielsweise mit Flüssigkunststoff (z.B. Polymethylmethacrylat) ohne Trägereinlage, verschlossen, um eine Ausbreitung in die Zwischenschicht zu vermeiden. Im zweiten Schritt wird ein schnellreaktiver Mörtel, beispielsweise der schnellreaktive Mörtel Repro 3K auf Polymethylmethacrylat -Basis, oberflächenbündig eingefüllt. Nachdem der eingefüllte Mörtel ausgehärtet ist (abhängig von der Zugabe eines Katalysators und der Lufttemperatur), kann darauf die Deckschicht eingebaut werden.
  • In einer zweiten Ausgestaltung wird nach der Herstellung der Fuge ein Asphaltmastix, beispielsweise ein Asphaltmastix 0/2, in die Fuge eingebracht. Nach Auskühlung des Asphaltmastix kann die Deckschicht eingebaut werden. Gegebenenfalls ist es auch hier im Vorfeld vorteilhaft, die an die Fuge angrenzenden Stirnseiten der Zwischenschicht, beispielsweise mit einem Bitumenheißanstrich, zu verschließen, um eine Ausbreitung des Asphaltmastix in die Zwischenschicht zu vermeiden.
  • In einer dritten Ausgestaltung wird nach der Herstellung der Fuge auf der Basisschicht eine Lage eines standfesten, elastischen Zweikomponenten-Dichtstoffs, beispielsweise des Zweikomponenten-Dichtstoffs Sika Tank PK-25ST auf Polysulfidbasis, beispielsweise mit einer Breite von 10 mm, in die Fuge eingebracht. In einem zweiten Schritt wird beispielsweise eine Plexiglasscheibe mit einer Breite von beispielsweise 8 mm bis 10 mm eingesetzt, die vorzugsweise auch im oberen Teil der Zwischenschicht mit einer Lage eines standfesten, elastischen Zweikomponenten-Dichtstoffs verklebt wird. Nach dem Aushärten des Zweikomponenten-Dichtstoffs erfolgt der Einbau der Deckschicht.
  • In einer vierten Ausgestaltung wird nach der Herstellung der Fuge ein Schaumstoffstreifen (z. B. Moosgummi) oder ein imprägniertes und vorkomprimiertes Dichtband (z.B. ein beim Fenstereinbau verwendetes Dichtband) in die Fuge eingebaut. Nachdem sich der Schaumstoffstreifen oder das Dichtband ausgedehnt hat, kann die Deckschicht eingebaut werden.
  • Bei allen vier Ausgestaltungen wird vorzugsweise vor großflächigem Einbau die Verformung über der Fuge unter der zu erwartenden Verkehrslast in Form eines Spurbildungstests oder einer äquivalenten straßenbautechnischen Untersuchung auf ihre Eignung überprüft.
  • Das Verfahren umfasst ein Aufbringen der Deckschicht des Oberbaus zumindest auf die Zwischenschicht. Die Deckschicht aus Gussasphalt wird beispielsweise ebenso aufgebracht wie die Basisschicht aus Gussasphalt ausgebracht wird.
  • Während des Transports zur Baustelle wird die Temperatur des Gussasphalts für die Deckschicht vorzugsweise im Kocherfahrzeug möglichst auf 200 °C gehalten, um eine Versprödung des Gussasphalts zu vermeiden. Beispielsweise eine halbe Stunde vor dem Einbau wird der Gussasphalt auf die Einbautemperatur von beispielsweise 225 °C aufgeheizt. Die erhöhte Temperatur wird gewählt, um eine bessere Verarbeitbarkeit des Gussasphalts zu erhalten, wenn dieser Grafit enthält.
  • Ein Abstreumaterial zur Erhöhung der Rauheit wird vorzugsweise auf die noch heiße Oberfläche der Deckschicht frühzeitig aufgebracht und mit einer Walze statisch eingedrückt. Nicht gebundenes Abstreumaterial wird vorzugsweise nach dem Erkalten der Deckschicht entfernt.
  • Das Anbringen der Abdichtwand erfolgt vorzugsweise auf eine Oberseite der Basisschicht. Das Aufbringen der Deckschicht erfolgt vorzugsweise auf eine Oberseite der Abdichtwand. Durch das Anbringen oder Aufbringen auf die Oberseite der Basisschicht oder der Abdichtwand wird eine besonders stabile und dichte Verbindung der Abdichtwand mit der Basisschicht oder der Deckschicht erreicht.
  • Das Verfahren umfasst vorzugsweise zusätzlich ein Aufbringen und bevorzugt ein Andrücken eines bitumierten Splitts, bevorzugt mit einem Durchmesser von 0,1 mm bis 0,6 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm, auf die Oberseite der noch nicht erkalteten Basisschicht vor dem Anbringen der Abdichtwand auf die Oberseite und/oder auf die Oberseite der noch nicht erkalteten Abdichtwand vor dem Aufbringen der Deckschicht auf die Oberseite. Das Andrücken erfolgt beispielsweise mit einer Walze.
  • Der Splitt bewirkt eine raue Oberfläche, mit der sich die darauf angebrachte Abdichtwand oder darauf aufgebrachte Deckschicht besonders stabil und dicht verbindet.
  • Das Aufbringen der Deckschicht erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur des Gussasphalts der Deckschicht von 220 °C bis 230 °C, bevorzugt von 225 °C. Die genannten Temperaturen führen zu einer besonders dichten Verbindung der Deckschicht mit der Abdichtwand. Das Aufbringen der Deckschicht erfolgt vorzugsweise bei einer höheren Temperatur als das Ausbringen der Basisschicht und das Anbringen der Abdichtwand, damit der Gussasphalt der Deckschicht trotz einer Modifikation mit Grafit gut verarbeitet werden kann.
  • Das Aufbringen der Deckschicht umfasst vorzugsweise ein Abwalzen der Deckschicht mit Splitt. Der Splitt stellt eine ausreichende Rauheit der Oberfläche der Deckschicht für eine sichere Benutzung der Verkehrsfläche sicher. Außerdem werden durch das Abwalzen möglicherweise vorhandene Kapillarporen, die zu einer Undichtigkeit führen könnten, aus der Deckschicht herausgedrückt.
  • Das Ausbringen der Basisschicht und/oder das Anbringen der Abdichtwand erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur des Gussasphalts der Basisschicht und/oder der Abdichtwand von 200 °C bis 230 °C, bevorzugt von 210 °C bis 220 °C. Die genannten Temperaturen führen zu einer besonders dichten Verbindung der Basisschicht mit der Abdichtwand.
  • Das Verfahren umfasst vorzugsweise zusätzlich ein Erzeugen, bevorzugt ein Bohren, einer Öffnung durch die Abdichtwand und bevorzugt ein Einbringen eines Anschlussteils in die Öffnung, sodass das Anschlussteil zum zumindest flüssigkeitsleitenden, vorzugsweise auch gasleitenden, Anschluss einer Fluidleitung an die Zwischenschicht eingerichtet ist.
  • Das Bohren durch die Abdichtungswand wird beispielsweise mittels eines Steinbohrers mit einem Außendurchmesser von beispielsweise 0,5 Zoll bis 1,5 Zoll durchgeführt.
  • Das Bohren wird beispielsweise mit einem 4-stufigen Bohraufsatz durchgeführt, um eine saubere Wandung zu erhalten und keinen unrunden Bohrerlauf zuzulassen, der zu einer ungleichmäßigen Bohrung führen könnte, die wiederum die Abdichtung erschweren könnte.
  • Vorzugsweise wird nach der Bohrung durch die Abdichtungswand anschließend ebenfalls mittels 4-Stufen-Bohrer ein Hohlraum in die Zwischenschicht gebohrt.
  • Wenn die Zwischenschicht ein Verteilerrohr enthält, wird vorzugsweise durch die Öffnung in der Abdichtwand ein Zugang in das Verteilerrohr und bevorzugt durch das Verteilerrohr hindurch ein Hohlraum in die Zwischenschicht gebohrt. Je nach Material des Verteilerrohrs, das aus einer Profilschiene und einem Lochblech bestehen kann, können dabei unterschiedliche Bohrer zum Einsatz kommen, beispielsweise ein Eisenbohrer, um durch ein Verteilerrohr, eine Profilschiene oder ein Lochblech aus Edelstahl zu bohren, oder ein 4-Stufen-Bohrer, um durch ein Verteilerrohr, eine Profilschiene oder ein Lochblech aus Kunststoff und in die poröse Zwischenschicht zu bohren.
  • Das Verfahren umfasst vorzugsweise zusätzlich ein zumindest flüssigkeitsdichtes, vorzugsweise auch gasdichtes, Verbinden einer Außenseite des Anschlussteils mit der Abdichtwand.
  • Das Verfahren umfasst vorzugsweise zusätzlich ein zumindest flüssigkeitsleitendes, vorzugsweise auch gasleitendes, Anschließen der Fluidleitung an das Anschlussteil. Die Öffnung durch die Abdichtwand wird vorzugsweise ausgesaugt und/oder die gesamte Zwischenschicht wird vorzugsweise, insbesondere in beide Richtungen, gespült, bevor die Fluidleitung an das Anschlussteil angeschlossen wird, um Verunreinigungen, Absetzungen oder Verstopfungen in dem System aus Fluidleitung Anschlussteil und Zwischenschicht zu vermeiden. Das Aussaugen und/oder Spülen kann bei Bedarf nach der Vollendung des Oberbaus ausgeführt werden, beispielsweise um durch Reparaturen oder Umbauarbeiten an dem Oberbau in die Öffnung und/oder die Zwischenschicht eingetragene Verunreinigungen zu entfernen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung und anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Gegenstände dargestellt sind.
    • Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Oberbau.
    • Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Oberbau und seine Versorgung mit dem Wärmetransportfluid.
    • Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 2 im Bereich der Kontroll-Fluidsäule.
    • Figur 4 zeigt den Ausschnitt aus Figur 3 mit einer alternativen Ausgestaltung der Versorgung des Oberbaus mit dem Wärmetransportfluid.
    Fig.1
  • Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Oberbau 100.
  • Der gezeigte Oberbau 100 umfasst eine Basisschicht 110, z.B. mit einer Dicke von 3 cm bis 5 cm, aus einem Gussasphalt, beispielsweise mit einem Größtkorndurchmesser von 8 mm oder 11 mm und mit Basalt als Gesteinskörnung.
  • Der gezeigte Oberbau 100 umfasst eine auf der Basisschicht 110 angeordnete Zwischenschicht 120, z.B. mit einer Dicke von 6 cm, aus einem offenporigen Asphalt, wobei die Basisschicht 110 eine Unterseite 123 der Zwischenschicht 120 zumindest flüssigkeitsdicht verschließt. Der offenporige Asphalt hat beispielsweise einen Größtkorndurchmesser von 16 mm und enthält einen Massenanteil von 0,1 % Kohlenstofffasern und 0,4 % Zellulosefasern. Die Kohlenstofffasern haben beispielsweise eine Faserlänge von 3 mm bis 10 mm mit einer mittleren Faserlänge von 5 mm und eine Zugfestigkeit von 5 GPa bis 6 GPa.
  • Der gezeigte Oberbau 100 umfasst eine auf der Zwischenschicht 120 angeordnete Deckschicht 130, z.B. mit einer Dicke von 3 cm, aus einem Gussasphalt, wobei die Deckschicht 130 eine Oberseite 121 der Zwischenschicht 120 zumindest flüssigkeitsdicht verschließt. Der Gussasphalt der Deckschicht 130 enthält beispielsweise Quarzit als Gesteinskörnung und einen Massenanteil von 2,5 % Grafit.
  • Der gezeigte Oberbau 100 umfasst zumindest eine an zumindest einer Seitenfläche 122a, 122b, in der Zeichnung an einer linken Seitenfläche 122a und an einer rechten Seitenfläche 122b, der Zwischenschicht 120 angeordnete Abdichtwand 140, z.B. mit einer Breite von 20 cm bis 30 cm, aus einem Gussasphalt, wobei die Abdichtwand 140 die Basisschicht 110 mit der Deckschicht 130 verbindet und die zumindest eine Seitenfläche 122 zumindest flüssigkeitsdicht verschließt. Der Gussasphalt der Abdichtwand 140 enthält beispielsweise Basalt mit einem Größtkorndurchmesser von 5 mm als Gesteinskörnung.
  • Der gezeigte Oberbau 100 umfasst zumindest ein zumindest teilweise in der zumindest einen Abdichtwand 140 angeordnetes Anschlussteil 145 zum zumindest flüssigkeitsleitenden Anschluss einer Fluidleitung 150 für ein Wärmetransportfluid an die Zwischenschicht 120, wobei eine Außenseite 146 des Anschlussteils 145 zumindest flüssigkeitsdicht mit der zumindest einen Abdichtwand 140 verbunden ist.
  • In Figur 1 sind zwei Anschlussteile 145 gezeigt, von denen beispielsweise eines als Zulauf für das Wärmetransportfluid in die Zwischenschicht und das andere als Ablauf für das Wärmetransportfluid aus der Zwischenschicht dienen kann.
  • Die gezeigte Basisschicht 110 umfasst eine an einer Unterseite 113 der Basisschicht 110 angeordnete Abdichtschicht 115, wobei die Abdichtschicht 115 die Unterseite 113 der Basisschicht 110 zumindest flüssigkeitsdicht verschließt, wobei die Abdichtschicht 115 beispielsweise eine Bitumen-Schweißbahn umfasst.
  • Die gezeigte Basisschicht 110 ist auf einer Asphalt-Tragschicht 160, beispielsweise mit einem Bitumen-Massengehalt von 4,5 %, angeordnet. Die Asphalt-Tragschicht 160 kann eine konventionelle Asphalt-Tragschicht AC 22 T S gemäß ZTV Asphalt-StB sein. Die Asphalt-Tragschicht 160 enthält beispielsweise Basalt als Gesteinskörnung.
    • Fig.2
  • Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Oberbau 100 und seine Versorgung mit dem Wärmetransportfluid.
  • Der gezeigte Oberbau 100 kann beispielsweise wie in Figur 1 gezeigt ausgestaltet sein, wobei der Übersichtlichkeit halber nicht alle Merkmale des Oberbaus 100 gezeigt und beschriftet sind.
  • Einige Abmessungen sind in Figur 2 beispielhaft in Metern bemaßt.
  • Die Zwischenschicht 120 des Oberbaus 100 wird durch an die Anschlussteile 145 des Oberbaus angeschlossene Fluidleitungen 150 mit dem Wärmetransportfluid (durch Pfeile dargestellt), beispielsweise mit Wasser, versorgt. Das Anschlussteil 145, durch das das Wärmetransportfluid in die Zwischenschicht 120 eingeleitet wird (in Figur 2 rechts), kann beispielsweise wie in Figur 2 dargestellt höher angeordnet sein als das Anschlussteil 145, durch das das Wärmetransportfluid aus der Zwischenschicht 120 entnommen wird (in Figur 2 links).
  • Das Wärmetransportfluid wird beispielsweise mit einer Pumpe 180 aus einem Reservoir 170 durch eine Fluidleitung 150 in die Zwischenschicht 130 gepumpt und durch eine weitere Fluidleitung 150 aus der Zwischenschicht 130 in das Reservoir 170 zurückgeleitet.
  • Die zur Zwischenschicht 130 zuleitende Fluidleitung 150 kann ein Flussmessgerät und/oder Manometer 152 zur Messung des Flusses des Wärmetransportfluids in die Zwischenschicht 130 und/oder zur Messung des Drucks des Wärmetransportfluids in der Fluidleitung 150 und/oder ein Ventil 151, insbesondere ein Flussregelventil, zur Regulierung des Flusses aufweisen.
  • Die zur Zwischenschicht 130 zuleitende Fluidleitung 150 kann eine Kontroll-Fluidsäule 190 zur Kontrolle des Drucks in der Fluidleitung 150 und/oder ein Druckregelventil 202 zur Einstellung des Drucks in der Fluidleitung 150 aufweisen.
  • Die Kontroll-Fluidsäule 190 umfasst vorzugsweise einen Überlauf 192, durch den das Wärmetransportfluid bei Überschreitung eines Maximaldrucks in das Reservoir 170 abfließt. Zur Einstellung des Maximaldrucks ist der Überlauf 192 vorzugsweise in der Höhe über der Fluidleitung 150 einstellbar (durch gestrichelte Linien angedeutet).
  • Das Druckregelventil 202 umfasst vorzugsweise einen Entlastungsablauf 201, über den überschüssiges Wärmetransportfluid in das Reservoir 170 zurückgeführt wird.
    • Fig.3
  • Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 2 im Bereich der Kontroll-Fluidsäule 190.
  • Die Kontroll-Fluidsäule 190 kann ein längenverstellbares Steigrohr 191 für das Wärmetransportfluid aus der Fluidleitung 150 umfassen, um die Höhe des Überlaufs 192 über der Fluidleitung 150 einzustellen.
    • Fig.4
  • Figur 4 zeigt den Ausschnitt aus Figur 3 mit einer alternativen Ausgestaltung der Versorgung des Oberbau 100 mit dem Wärmetransportfluid. In dieser Ausgestaltung ist anstelle des Druckregelventils 202 mit Entlastungsablauf 201 ein Druckminderer 200zur Einstellung des Drucks in der Fluidleitung 150 vorgesehen.
    • Liste der Bezugszeichen
  • 100 Oberbau 150 Fluidleitung
    110 Basisschicht 151 Ventil
    113 Unterseite der Basisschicht 152 Flussmessgerät und/oder Manometer
    115 Abdichtschicht 160 Asphalt-Tragschicht
    120 Zwischenschicht 170 Reservoir
    121 Oberseite der Zwischenschicht 180 Pumpe
    122a, 122b Seitenfläche der Zwischenschicht 190 Kontroll-Fluidsäule
    123 Unterseite der Zwischenschicht 191 Steigrohr
    130 Deckschicht 192 Überlauf
    140 Abdichtwand 200 Druckminderer
    141 Oberseite der Abdichtwand 201 Entlastungsablauf
    145 Anschlussteil 202 Druckregelventil
    146 Außenseite des Anschlussteils

Claims (15)

  1. Oberbau (100) für eine Verkehrsfläche, der Oberbau (100) umfassend
    a. eine Basisschicht (110) aus einem Gussasphalt, und
    b. eine auf der Basisschicht (110) angeordnete Zwischenschicht (120) aus einem offenporigen Asphalt, wobei die Basisschicht (110) eine Unterseite (123) der Zwischenschicht (120) zumindest flüssigkeitsdicht verschließt, und
    c. eine auf der Zwischenschicht (120) angeordnete Deckschicht (130) aus einem Gussasphalt, wobei die Deckschicht (130) eine Oberseite (121) der Zwischenschicht (120) zumindest flüssigkeitsdicht verschließt, und
    d. zumindest eine an zumindest einer Seitenfläche (122a, 122b) der Zwischenschicht (120) angeordnete Abdichtwand (140) aus einem Gussasphalt, wobei die zumindest eine Abdichtwand (140) die Basisschicht (110) mit der Deckschicht (130) verbindet und die zumindest eine Seitenfläche (122a, 122b) zumindest flüssigkeitsdicht verschließt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    e. der Gussasphalt der Deckschicht (130) Grafit mit einem Massenanteil von 1,25 % bis 5 % an dem Gussasphalt der Deckschicht (130) enthält.
  2. Oberbau (100) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Oberbau (100) zusätzlich zumindest ein zumindest teilweise in der zumindest einen Abdichtwand (140) angeordnetes Anschlussteil (145) zum zumindest flüssigkeitsleitenden Anschluss einer Fluidleitung (150) für ein Wärmetransportfluid an die Zwischenschicht (120) umfasst, wobei eine Außenseite (146) des Anschlussteils (145) zumindest flüssigkeitsdicht mit der zumindest einen Abdichtwand (140) verbunden ist.
  3. Oberbau (100) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Oberbau (100) zusätzlich ein in der Zwischenschicht (120) angeordnetes und zumindest flüssigkeitsleitend an das Anschlussteil (145) angeschlossenes Verteilerrohr zur Verteilung von durch das Anschlussteil (145) in die Zwischenschicht (120) eingeleitetem Wärmetransportfluid in der Zwischenschicht (120) umfasst.
  4. Oberbau (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Gussasphalt der Basisschicht (110) und/oder der zumindest einen Abdichtwand (140)
    a. Basalt und/oder Schlacke als Gesteinskörnung enthält und/oder
    b. einen Größtkorndurchmesser von 2 mm bis 24 mm, bevorzugt von 4 mm bis 12 mm, besonders bevorzugt von 5 mm bis 11 mm, aufweist.
  5. Oberbau (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der offenporige Asphalt der Zwischenschicht (120)
    a. einen Größtkorndurchmesser von 4 mm bis 32 mm, bevorzugt von 8 mm bis 24 mm, besonders bevorzugt von 16 mm, aufweist und/oder
    b. Zellulosefasern mit einem Massenanteil von 0,04 % bis 4 %, bevorzugt von 0,1 % bis 0,5 %, besonders bevorzugt von 0,4 %, an dem offenporigen Asphalt enthält.
  6. Oberbau (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der offenporige Asphalt der Zwischenschicht (120) Kohlenstofffasern mit einem Massenanteil von 0,01 % bis 1 %, bevorzugt von 0,05 % bis 0,2 %, besonders bevorzugt von 0,1 %, an dem offenporigen Asphalt enthält, wobei die Kohlenstofffasern bevorzugt eine Faserlänge von 1 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 3 mm bis 10 mm, und/oder eine Zugfestigkeit von 5 GPa bis 6 GPa aufweisen.
  7. Oberbau (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Gussasphalt der Deckschicht (130)
    a. eine Gesteinskörnung mit hoher Wärmeleitfähigkeit, bevorzugt Quarzit oder Grauwacke, als Gesteinskörnung enthält,
    b. einen Größtkorndurchmesser von 2 mm bis 32 mm, bevorzugt von 4 mm bis 16 mm, besonders bevorzugt von 8 mm, aufweist und/oder
    c. Grafit mit einem Massenanteil von 2,5 % an dem Gussasphalt der Deckschicht (130) enthält.
  8. Oberbau (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Basisschicht (110) eine an einer Oberseite und/oder an einer Unterseite (113) der Basisschicht (110) angeordnete Abdichtschicht (115) umfasst, wobei die Abdichtschicht (115) die Oberseite und/oder die Unterseite (113) der Basisschicht (110) zumindest flüssigkeitsdicht verschließt, wobei die Abdichtschicht (115) bevorzugt eine oder mehrere Gussasphaltschichten, ein mit Bitumen getränktes Vlies und/oder eine Bitumen-Schweißbahn umfasst.
  9. Oberbau (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Basisschicht (110) auf einer Asphalt-Tragschicht (160) mit einem Bitumen-Massengehalt von 4 % bis 5 %, bevorzugt von 4,2 % bis 4,8 %, besonders bevorzugt von 4,5 %, angeordnet ist.
  10. Verfahren zur Herstellung des Oberbaus (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren umfassend folgende Schritte:
    a. Ausbringen der Basisschicht (110) des Oberbaus (100),
    b. Anbringen der zumindest einen Abdichtwand (140) an die Basisschicht (110),
    c. Einbringen der Zwischenschicht (120) des Oberbaus (100) auf die Basisschicht (110), sodass die zumindest eine Seitenfläche (122a, 122b) der Zwischenschicht (120) von der zumindest einen Abdichtwand (140) abgedichtet wird, und
    d. Aufbringen der Deckschicht (130) des Oberbaus (100) zumindest auf die Zwischenschicht (120).
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    a. das Anbringen der zumindest einen Abdichtwand (140) auf eine Oberseite der Basisschicht (110) erfolgt und/oder
    b. das Aufbringen der Deckschicht (130) auf eine Oberseite der zumindest einen Abdichtwand (140) erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verfahren zusätzlich ein Aufbringen und bevorzugt ein Andrücken eines bitumierten Splitts, bevorzugt mit einem Durchmesser von 0,1 mm bis 0,6 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm, umfasst, und zwar
    a. auf die Oberseite (111) der noch nicht erkalteten Basisschicht (110) vor dem Anbringen der zumindest einen Abdichtwand (140) auf die Oberseite (111) und/oder
    b. auf die Oberseite (141) der noch nicht erkalteten zumindest einen Abdichtwand (140) vor dem Aufbringen der Deckschicht (130) auf die Oberseite (141).
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Aufbringen der Deckschicht (130)
    a. bei einer Temperatur des Gussasphalts der Deckschicht (130) von 220 °C bis 230 °C, bevorzugt von 225 °C, erfolgt und/oder
    b. ein Abwalzen der Deckschicht mit Splitt umfasst.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ausbringen der Basisschicht (110) und/oder das Anbringen der zumindest einen Abdichtwand (140) bei einer Temperatur des Gussasphalts der Basisschicht (110) und/oder der zumindest einen Abdichtwand (140) von 200 °C bis 230 °C, bevorzugt von 210 °C bis 220 °C, erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte umfasst:
    a. Erzeugen, bevorzugt Bohren, einer Öffnung durch die zumindest eine Abdichtwand (140),
    b. Einbringen eines Anschlussteils (145) in die Öffnung, sodass das Anschlussteil (145) zum zumindest flüssigkeitsleitenden Anschluss einer Fluidleitung (150) an die Zwischenschicht (120) eingerichtet ist,
    c. zumindest flüssigkeitsdichtes Verbinden einer Außenseite (146) des Anschlussteils (145) mit der zumindest einen Abdichtwand (140) und
    d. zumindest flüssigkeitsleitendes Anschließen der Fluidleitung (150) an das Anschlussteil (145).
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