CALZADA Y FORMACIÓN DE SUPERFICIE EN EL SUELO PARA CALZADAS
Campo de la Invención La invención se relaciona a formación de superficie en el suelo para calzadas y a métodos para la aplicación sobre una cimentación. La formación de superficie en el suelo exhibe una estructura capas múltiples con una superestructura y una subestructura, la superestructura de la formación de superficie en el suelo es una combinación de agregados sólidos compactados y adhesivos orgánicos. La invención además se relaciona con una calzada con una superestructura y una subestructura que ha sido aplicada sobre una cimentación. La formación de superficie en el suelo y las calzadas de un tipo tal son conocidas de DE 196 05 990 Al y DE 197 33 588 Al. Las demandas particulares se hacen en este contexto con reconocimiento a las propiedades de construcción. Estas se relacionan al comportamiento en el evento de humedad, resistencia a los depredadores, propiedades acústicas, respuesta a influencias químicas y al fuego. La durabilidad de un suelo juega un papel importante conforme la demanda es más importante, con propiedades tales como resistencia a la compresión, resistencia del borde a la tracción, resistencia a la abrasión en relación con la trituración, compactación con rodillo, choque e impacto, resistencia a la impresión,
parámetros de construcción significantes de constitución. Un aspecto desventajoso de la formación de superficie con asfalto que se produce a partir de una mezcla de betún y grava es su sensibilidad al aceite y a la gasolina, su deficiente retención al color, y su pobre compatibilidad ambiental. En el caso de rehabilitación de calzadas, los residuos deben ser dispuestos de un residuo especial. Si los caminos marcados de color se demandan - como es el caso, por ejemplo, con carriles sólo para autobús o pistas de bicicletas - se deben aplicar recubrimientos de pintura más costosos, la coloración de los cuales disminuye con el tiempo como resultado del envejecimiento, erosión y la acción de la luz, de tal manera que el recubrimiento de pintura debe ser renovado, lo cual nuevamente es costoso. En DE 196 05 990 Al se propone una formación de superficie en el suelo que consiste de una combinación de piedra natural triturada y un líquido de polimerización. La coloración de la formación de superficie se efectúa a través de una selección apropiada de la piedra natural. Sin embargo, esta formación de superficie en el suelo también pierde su intensidad de color si las piedras de la superficie se desgastan por razón de la abrasión de la calzada en el evento de carga de tráfico intenso de la calzada. Los mismos problemas también se tienen en consideración con la formación de superficie en el suelo descrito en DE 20 2004 001 884 Ul.
Los tipos de formación de superficie que tiene una estructura de superficie uniforme y visualmente aparente son conocidos de DE 20 2004 001 884 Ul. La formación de superficie permeable de agua se produce a partir de agregados minerales y adhesivos orgánicos. La mezcla se aplica en el estado deformable todavía no curado. Un adhesivo, el cual puede ser un adhesivo orgánico, se mezcla junto con agregados minerales como para formar una carga, y se procesa antes de curación. En contraste con este antecedente, el objetivo de la invención es especificar una formación de superficie en el suelo genérica que resiste cargas mecánicas altas y es capaz de ser delimitado visualmente en relación con los desarrollos adyacentes. De acuerdo con la invención, el objetivo como se establece en consideración de la formación de superficie en el suelo, se logra por medio de las características de la Reivindicación 1. En esta conexión la superestructura de la formación de superficie en el suelo se constituye mediante una combinación de agregados sólidos compactados y adhesivos orgánicos, el material de construcción de los agregados que exhiben por lo menos una porción predominante que consiste de cristal, y el adhesivo que se proporciona con un colorante. En virtud de la propiedad de conducción de luz de las partículas de cristal
de la combinación, la coloración del adhesivo siempre se pasa de partícula de cristal a partícula de cristal directo hasta la superficie, de tal manera que la coloración permanece clara aún cuando las partículas de cristal han sido reducidas o el adhesivo se solidifica superficialmente o se empaña. Como un resultado, una última retención de color se gradúa aún en el evento de abrasión de la superficie. La formación de superficie en el suelo por lo tanto retiene de forma durable su coloración de apelación o señalización. Las cargas que actúan dinámicamente que aumentan por el tráfico con rodillo, y las fuerzas del tráfico, predominantemente que actúan estáticamente, aumentan desde el tráfico estacionario, que lleva alrededor las tensiones de compresión, tracción y corte en la formación de superficie de la calzada. La superestructura de la calzada absorbe estas tensiones y las distribuye inofensivamente a las capas de nivel inferior. La resistencia de compresión alta del material de construcción lo hace particularmente apropiado para la formación de calzadas. La prueba de la resistencia a la compresión se aduce como sigue: La determinación de la resistencia a la compresión se llevó a cabo de acuerdo con la Recomendación DGGT No. 1 en la forma de prueba de compresión uniaxial con respecto de un ejemplo prismático. Las muestras prismáticas tuvieron las dimensiones 40 mm x 40 mm x 160 mm y llevan al siguiente
resultado:
En esta prueba la formación de superficie en el suelo probó ser altamente resistente a la carga sostenida, aún en el evento de la acción de calor. Los valores antes mencionados se pueden lograr tanto con perlas de cristal y con cristal roto o con una mezcla de las mismas para el agregado. La estructura de poro abierto de la superestructura, en particular en el caso cuando se hace uso de cristal roto,
resulta en coeficientes altos de fricción sobre la superficie, de manera que la formación de superficie en el suelo es particularmente apropiada a manera de superficie de camino antiderrapante para calzadas, pavimentos, pasos y espacios de presentación, y de esa manera reduce el riesgo de accidentes. Un mejoramiento más en la resistencia a la abrasión se puede lograr mediante fibras de corte corto hechas de cristal. El tamaño de grano de los agregados también tiene una influencia significante en la capacidad de infiltración de la formación de superficie en el suelo. Los agregados particularmente preferidos tienen un tamaño de grano promedio entre 1 mm y 7 mm. Como se mencionó previamente, la estructura en capa, de acuerdo con la invención, de la formación de superficie en el suelo tiene una influencia favorable en los valores de resistencia mecánica, de tal manera que aún los valores de más de 5 mm para el tamaño promedio del grano son posibles sin un riesgo significativamente incrementado de que surja fractura. Con este diámetro de grano la capacidad de infiltración se puede incrementar adicionalmente. Por otro lado, con estos valores la disminución en la capacidad de infiltración en el transcurso del tiempo como un resultado de introducción de minerales y materiales finos orgánicos permanece ligera. En el curso de la prueba después del modelo de DIN 18
035-6, Secciones 5.6.3 y 5.1.6.2, los valores de absorción de agua de la formación de superficie en el suelo fueron comprobados y comparados con los valores de un suelo de deportes previo al agua convencional. En esta prueba los requerimientos de DIN 18 035-6 fueron excedidos por un factor múltiple. Por ejemplo, una muestra que tiene una capa de espesor de dQ de la superestructura equivalente a 47 mm produjo un valor de absorción de agua de K* = 051 cm/s. El requerimiento de acuerdo con DIN 18 035-6, Tabla 3, equivale a > 0.01 cm/s. El tamaño de grano de la grava en la subestructura tiene una influencia más favorable en el valor de absorción de agua y la capacidad de regulación de agua del suelo. En el caso de un tamaño de grano promedio para el grano de tamaño menor que suma hasta 5 mm o más, esta grava promete valores excelentes. Los tamaños de grano promedio proporcionan ggrava de la grava que caen dentro de un rango de 5 mm a 15 mm, 16 mm hasta 22 mm ó 16 mm hasta 32 mm. Es decir, la capa de grava se compone de grava que tiene tamaños de grano que varían, con el grano de una capa de piedra triturada que caen dentro de uno de los rangos establecidos. La distribución del tamaño de grano generalmente se define de acuerdo con DIN 66145. El parámetro n equivale a por lo menos 9 y se comprueba por incumplimiento de 1% de grano de tamaño superior y 1% de grano de tamaño inferior.
El adhesivo preferiblemente es un adhesivo de poliuretano de dos componentes. También se puede hacer uso de un adhesivo de resina epoxi de dos componentes o un adhesivo de poliuretano de un componente. Los adhesivos de poliuretano se distinguen por resistencia total a la luz UV, considerando que los adhesivos de resina epoxi exhiben una capacidad adhesiva alta, particularmente en asfalto. Los adhesivos apropiados se ofrecen, por ejemplo, de TerraElast AG, quien ha desarrollado sistemas adhesivos que son especializados para la aplicación particular. Una desventaja significante en el caso cuando el uso se hace de un adhesivo de resina epoxi de dos componentes se aprecia en la compatibilidad ambiental. La formación de superficie en el suelo de acuerdo con la invención no tiene, por ejemplo, efecto toxico de cualquier naturaleza en el hongos en el molde y se considera como difícil que se degrade microbialmente. Sin embargo, las sustancias que son capaces de ser eluídas de la formación de superficie en el suelo pueden ser degradadas como se muestran las pruebas de material. Como las pruebas de lavado lo prueban, no existe interacción química entre el agua de la superficie y los materiales de la formación de superficie, de manera que el agua de la superficie que se filtra a través de la formación de superficie se puede introducir en el estado no tratado en el sistema de drenaje o puede correr sin afectar dentro del
agua de la tierra. Finalmente, después de su fase de utilización la formación de superficie en el suelo de acuerdo con la invención se puede desechar en una planta de lavado de tierra o planta de lavado de piedra triturada sin efectos ambientales negativos. Alternativamente, después de la separación o fragmentación, la formación de superficie de la tierra se puede volver a usar en la forma de granulado. Las modalidades ventajosas que se relacionan con la formación de superficie en el suelo son evidentes de las Reivindicaciones 2 a 12. Con respecto a la calzada, el objetivo consiste en especificar una calzada genérica que pueda ser aplicada sobre las formaciones de superficies de calzada existentes y es capaz de ser delimitada en términos de color, en cuya conexión se obtendrá una buena resistencia a la fatiga. De acuerdo con la invención, el objetivo como se establece con respecto a la calzada se logra por medio de las características de la Reivindicación 13 ó 17. En el caso de la calzada de acuerdo con la Reivindicación 13, la superestructura exhibe una primera formación de superficie en el suelo y una banda que consiste de una formación de superficie en el suelo que es diferente de la primera formación de superficie en el suelo. La banda se introduce en una depresión en la primera formación de superficie en el suelo el cual se extiende en las direcciones
longitudinales y transversales de la calzada. La formación de superficie en el suelo se aplica en una cimentación y exhibe una estructura de capa múltiple, que consiste de una superestructura y una subestructura, la superestructura que consiste de una combinación de partículas de cristal y adhesivos orgánicos, y el adhesivo que se proporciona con un colorante. La calzada se distingue por una capacidad para portar carga alta, con resistencia a la abrasión alta. Además la calzada se puede aplicar con esfuerzo pequeño sobre la formación de superficie de calzada existente que consiste, por ejemplo, de asfalto natural o concreto, en cuyo caso la combinación, y en particular el adhesivo, se adhieren durablemente a la calzada vieja. Por medio de la cobertura de la formación de superficie de la calzada vieja se recupera de los picos de temperatura, los cuales particularmente en el caso de las formaciones de superficies de asfalto tienen tal consecuencia, en el evento de carga de tráfico, deformaciones, - tales como rutas, por ejemplo - son menos probables que ocurran. La resistencia a la tensión del adhesivo de una formación de superficie en el suelo que consiste de asfalto de acuerdo con la invención se puede determinar mediante una prueba de material siguiendo el modelo de DIN EN 1015-12:200. Para este punto, una placa de asfalto que
tiene las dimensiones 26 cm x 32 cm x 4 cm se recubre con formación de superficie en el suelo. Para especificar, la formación de superficie en el suelo de acuerdo con la invención se aplica sobre la placa de asfalto en un espesor de 4 cm. Antes de las pruebas, las muestras deben ser almacenadas por alrededor de dos semanas a temperatura ambiente. Antes de las pruebas, las áreas de evaluación son previamente taladradas hasta una profundidad de alrededor de 45 mm, y estampas de la prueba son pegadas con un adhesivo de dos componentes, de nombre comercial Metallix. En el caso de un perforado profundo de 45 mm la formación de superficie en el suelo superficial ha sido completamente perforada, y la capa de asfalto situada debajo del suelo también ha sido perforada. Apropiado a manera de instrumento de prueba es un instrumento de prueba de resistencia adhesiva fabricado por Freundl de tipo F-15-D EASY, de clase de calidad L. La siguiente tabla reproduce los valores de prueba comprobados :
Si la calzada es capaz de ser delimitada visualmente en relación con el desarrollo que le rodea o en relación con la formación de superficie de la calzada contigua, la calzada -tal como, por ejemplo, para carriles de autobús o pistas de bicicletas - se puede aplicar en una banda sobre una calzada ya existente en cuyo caso, como una regla, un cierto peso, unos pocos cm, se remueven de la formación de superficie de la calzada por trituración y la banda se aplica encima.
La granulación de los agregados se seleccionan para ser tales que la formación de superficie de la calzada de la banda es impermeable al agua. Por estos medios, se asegura
que la banda la cual está cercana a los bordes de la formación de superficie de la calzada vieja no estará llena con agua de superficie en el caso de precipitación, lo cual en el caso de helada podría resultar en erosión como un resultado de la abertura por entallamiento de regiones congeladas. Es ventajoso realizar la superestructura en capas múltiples, de manera que la capa más delgada, superior, consista de un adhesivo de poliuretano de alguna manera más caro, pero resistente a la abrasión y la capa más inferior del lado de la calzada vieja sea más espesa y exhiba un enlace con adhesivo de resina epóxica. La última se distingue por buena adhesión al asfalto. En una modalidad, en la cual a manera de costo efectivo la capa "de cristal" más resistente se posiciona en la parte más superior y la capa situada debajo consiste de una combinación económica de agregados minerales que consistes de granito, basalto o cuarcita y de un adhesivo de resina epóxica, la cantidad de espesor de la capa hasta 1 cm y 3 cm, respectivamente. La relación de espesor-capa V de la formación de superficie en el suelo a las demás capas de la superestructura preferentemente suma hasta 0.5 o menos. Es una ventaja encerrar la banda con una unión la cual se rellena elásticamente. Por este medio, la formación de superficie de la banda es capaz de expandirse de manera libre
de presión en relación a la formación de superficie vieja que rodea, como es este el caso en el evento de calentamiento, cuando se somete a aislamiento por ejemplo. Más modalidades ventajosas relacionadas con la calzada se volverán evidentes a partir de las Reivindicaciones 14 a 16 y 18 a 21. Las modalidades ventajosas de la invención serán aclaradas en lo siguiente con referencia a los dibujos anexos. Se muestran: Fig. 1 una sección transversal común de una calzada, Fig. 2a un detalle de acuerdo con el Detalle A en la región central de la calzada, Fig. 2b un detalle de acuerdo con el Detalle B en la región marginal de la calzada, Fig. 2c un detalle de acuerdo con el Detalle C en la región de formación de superficie de la calzada, Fig. 3 una sección transversal común de una calzada vieja con carril para autobús introducido y Fig. 3a un detalle de acuerdo con el Detalle A en la región del carril de autobús. La Fig. 1 muestra la estructura de un camino. La estructura se subdivida en la cimentación, la subestructura 1 y la superestructura 2. La superestructura 2 es crucial para la capacidad de llevar carga debido a cargas de tráfico. La cimentación y la subestructura 1 por lo tanto han sido
desarrolladas de manera como para ser soportadoras de carga correspondientemente. En el caso de la cimentación, la cual no está representada en ningún detalle, es una cuestión del suelo que es naturalmente in situ. Sirve como una base para la subestructura 1 y la superestructura 2. Con el propósito de incrementar la capacidad de llevar carga de la subestructura 1, la última se consolida. La superestructura 2 de la calzada se realiza en capas múltiples y exhibe a manera de superficie de camino y la primera capa 3 una combinación endurecida de partículas de cristal y un adhesivo teñido orgánico, un adhesivo de poliuretano. En el caso de las partículas de cristal, es una cuestión de una mezcla de perlas de cristal y cristal roto. El espesor de la capa di suma hasta 6 cm. La granulación de los agregados tiene una distribución de tamaño de grano con un tamaño promedio de dk del grano dentro de un rango de 3 mm hasta 7 mm, y consecuentemente es previo al agua. En el caso de la capa 4 de la superestructura 2, la cual está situada por debajo, esta es una capa gruesa de 75 cm de grava triturada con una granulación de 11/22 la cual está enlazada con un adhesivo orgánico. Como la Fig. 2a muestra, esta segunda capa 4 se construye en varias capas, la grava que se une en cada caso por esperado en adhesivo. La subestructura 1 situada por debajo está constituida
predominantemente por una capa compactada gruesa de 35 cm de grava anticongelamiento. La subestructura descansa, a su vez, sobre la formación rugosa de la cimentación la cual no está representada en ningún detalle. Como las Figs. 2b y 2c muestran en detalle, el camino exhibe un pavimento 5 en cada uno de sus dos lados. El pavimento se realiza de manera elevada en relación con la calzada. El paso entre la calzada y el pavimento se forma a partir de un componente 6 prefabricado como banda que consiste de una combinación de sólidos o agregados de mineral y un adhesivo orgánico. El componente prefabricado termina remachado con la superficie del pavimento 5 y se extiende dentro de la segunda capa o la lateral de la calzada. En la región del pavimento 5 la superestructura 2' es a manera de capas múltiples, aunque de construcción más delgada, y exhibe en forma de superficie de camino y la primera capa 3' una combinación endurecida de partículas de cristal y un adhesivo teñido orgánico. Las partículas de cristal pueden ser una mezcla de perlas de cristal y cristal roto. La capa más delgada d2 suma hasta 4 cm. La granulación de los agregados tiene una distribución de tamaño de grano con un tamaño promedio dk del grano dentro de un rango de 3 mm hasta 7 mm, y consecuentemente es previo al agua. En el caso de la capa 4' de la superestructura 2', la
cual está situada por debajo, es una cuestión de una capa de espesa de 35 mm que consiste de grava triturada con granulación 11/22, la cual está unida con un adhesivo orgánico. Como las Figs. 2a y 2b muestran, esta segunda capa 4' se construye en varias capas, la grava se une en cada ejemplo por esperado sobre adhesivo. La subestructura 1' situada por debajo está constituida predominantemente por un espesor de 100 cm, de capa compactada de grava anticongelamiento. La subestructura 1' descansa, a su vez, sobre la formación rugosa de la cimentación la cual no está representada en ningún detalle. En el caso del camino mostrado en las Figs. 3 y 3a, es una cuestión de un camino de carga pesada con un pavimento 15 y con un carril de autobús insertado centralmente. El camino exhibe una subestructura y una superestructura 11 y 12, respectivamente, la subestructura 11 que está hecha como en la modalidad previa descrita. La superestructura 12 exhibe una primera formación de superficie en el suelo 13 una banda 14 ha sido hundida en el centro de la calzada, la banda que está rellena con una formación de superficie en el suelo capas múltiples. El espesor de la banda 14 o de la formación de superficie en el suelo de capa múltiple suma hasta 4 cm. La formación de superficie en el suelo en capas múltiples consiste de una primera capa superficial que consiste de una combinación endurecida de partículas de
cristal y un adhesivo teñido orgánico. En el caso de las partículas de cristal, es una cuestión de una mezcla de perlas de cristal y cristal roto. La siguiente curva de calibración se exhibe por los agregados: 0.1 mm - 0.8 mm 30%, 0.8 mm - 1.8 mm 40% y 1.8 mm - 2.4 mm 30%. Alternativamente aplica la siguiente curva de calibración: 0.1 mm - 0.8 mm 35%, 0.8 mm - 1.8 mm 30% y 1.8 mm - 2.4 mm 33%. La proporción de cantidades de adhesivo para min. 10%, con el propósito de garantizar la impermeabilidad al agua. Por lo tanto el carril del autobús se previene de ser llenado para sobre flujo con agua de superficie. Por si el terreno que contiene agua se congela, los cristales de hielo aumentan en la línea de congelamiento, lo cual resulta en un peso del suelo. Bajo carga de tráfico, los cristales de hielo se rompen; presentando daño por congelamiento. La segunda capa, situada por debajo, se realiza a partir de una combinación de agregados minerales y un adhesivo de resina epóxica. El granito, basalto, cuarcita, etc., se usan para los agregados. La granulación se encuentra dentro de los siguientes rangos: 1-3 mm, 2-5 mm, 3-7 mm, y está unida con
una proporción de resina epóxica que suma de 2-5%, dependiendo del tamaño del grano. La banda 14 está delimitada en relación con la primera formación de superficie en el terreno 13 unida lateralmente en cada caso por medio de una unión 16 la cual se rellena elásticamente .
Lista de Símbolos de Referencia 1, 1' , 11 subestructura 2, 2', 12 superestructura 3, 3' primera capa 4, 4' segunda capa 5, 15 pavimento 6 componente prefabricado 13 primera formación de superficie en el suelo 14 banda 16 unión Espesor de capa di Espesor de capa d2 Tamaño promedio dk Agregados k2