MXPA06009497A - Pavimento permeable al agua y metodo para producir un pavimento. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a pavimentos permeables al agua, para aplicacion en un suelo. La parte superior del pavimento comprende una combinacion de agregado mineral compactado y adhesivos organicos. Dicho pavimento del suelo tiene una estructura de capas multiples con una parte superior y una parte inferior, por medio de la cual la parte inferior comprende al menos, una capa de arena en un lado del suelo y una capa de grava en el lado de la parte superior, el tamano promedio Kbalasto de las particulas finas siendo de 5mm. La invencion tambien se refiere a un metodo para producir dicha pavimento.

Description

PAVIMENTO PERMEABLE AL AGUA Y MÉTODO PARA PRODUCIR UN PAVIMENTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un pavimento permeable al agua para aplicación a un substrato, en tal caso la superestructura del pavimento es una combinación de materiales compactados, agregados minerales y aglomerantes orgánicos. La invención además se refiere a un método para producir un pavimento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La consolidación de superficies por pavimentos para producir coberturas de carreteras, lugares públicos, edificios y otras superficies en las cuales es posible caminar o conducir, es una técnica bien conocida. Son comunes coberturas de concreto, asfalto, piedra y madera. Las desventajas con respecto al escurrimiento de agua de la superficie es el nivel bajo de, o aún ausencia de permeabilidad al agua; hay por lo tanto, a menudo, una conversación de un sellado de las superficies, se han hecho esfuerzos para tratar con esto por medio de sistemas de drenaje, los cuales en muchos casos son costosos. Un fenómeno ecológicamente indeseable que acompaña el sellado de la superficie, es la carga incrementada en los cursos de ríos que cambian en torrentes furiosas cuando existen aguaceros pesados o persistentes de lluvia o como un resultado de agua de derretimiento. Las consecuencias son catastróficas: ocurren siempre más frecuentemente inundaciones, las plantas de aguas residuales comunales se sobrecargan y fallan, descienden los niveles de aguas subterráneas . Se hacen peticiones adicionales con respecto a las propiedades de construcción. Esto se refiere al desempeño en el caso de humedad, resistencia a plagas, propiedades acústicas, reacción a influencias químicas y al fuego. La durabilidad de un suelo juega un gran papel como la petición más importante, con propiedades tales como resistencia a la presión, resistencia a la tracción de flexión, resistencia al desgaste al arrastre, rodamiento, impacto y golpe, resistencia a la presión que representa parámetros construccionales significantes. Para aplicaciones especiales, tales como por ejemplo, la construcción de suelos de equitación y deportes, placas de mallas de plástico han probado ser buenas. Tales placas de mallas se conocen del documento DE 197 20 006 C2. Como un resultado de una estructura ingeniosa de elevaciones y aberturas, por otro lado, las placas de mallas permiten tener consolidación de superficie en la cual es posible caminar o conducir y por otro lado, evita el sellado como un resultado de su capacidad de control al agua. Las placas de malla ya puestas, son puestas directamente en el substrato, tal como grava, pasto, barro o tierra vegetal. Una capa de arena o balasto puede, sin embargo, también ser aplicada al substrato para después colocar las placas de mallas en esta capa. Es posible compensar para casos de desnivel en el suelo, por medio de la capa de arena o balasto. Dependiendo del uso de suelos para deportes, si es aplicable una capa de rodamiento a un espesor de varios centímetros. La capa de rodamiento, la cual junto con las placas de mallas, forma la superestructura de la cubierta de suelos para deportes, en el caso de suelos para equitación como una regla, consisten de un lecho de arena, o de un lecho de arena proporcionada con agregados (madera o trozos de plásticos) o exclusivamente de trozos de madera. Dependiendo de la tensión y deformación y composición de la capa de rodamiento, la última tiene un espesor de entre 8 a 15 centímetros, medida de la placa superior de las placas de mallas. Los costos comparativamente elevados de las placas de mallas cuando se colocan en áreas grandes y también su estructura desnivelada, son sin embargo, desventajosos. Las coberturas con una estructura de superficie que es uniforme y visualmente atractiva, se conocen del documento DE 197 33 500 Al. La cobertura permeable al agua es producida de agregados minerales y agentes aglomerados orgánicos . La mezcla es acumulada en el estado aún no endurecido y deformable. Sobre todo, los materiales aglomerados orgánicos entran en consideración como material aglomerado que es mezclado junto con agregados minerales para formar una carga y es procesada además, antes del endurecimiento. Lo que es desventajoso acerca de estas coberturas que consisten de agregados minerales aglomerados, es la carencia de aglomerado con el substrato, esto deteriora la resistencia y deformación mecánica precisamente en el caso de ciclos de congelación-descongelación en suelos que están al exterior. La corrosión química, física y biológica de materiales para construcción, intemperización, destrucción del subsuelo que está por debajo, puede resultar de esto. Son precisamente los promotores de construcciones públicas por lo tanto, quienes desean tener pavimentos que no sellen las superficies y permitan grandes áreas las cuales llegan cargas mecánicas elevadas, por ejemplo, como un resultado de vehículos, en una manera libre de problemas, para ser cubiertas económicamente.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Contra este antecedente, un objeto de la invención es, específicamente, un pavimento permeable al agua del tiempo en el preámbulo en el cual, aún en el caso de formaciones complejas, sea económico en comparación con pavimentos y sistemas de mallas conocidos . Considerando la capacidad de carga mecánica, el pavimento no debe resultar en cualquiera de las limitaciones en el uso de las áreas cubiertas. Además, un método para producir un pavimento se especifica, para que permita a la cobertura, ser puesta en una manera simple y económica. De conformidad con la invención, el objeto que se establece con respecto al pavimento, se logra por medio de las características de conformidad con la reivindicación 1. Por consiguiente, el pavimento tiene una estructura de capas múltiples con una superestructura y una subestructura, con la subestructura que tiene al menos, una capa de arena en el lado del substrato y una capa de balasto en el lado de la superestructura. El tamaño promedio kbaiasto de las partículas de tamaño menor en el balasto, asciende a 5 mm o más. En la práctica, se ha identificado que la vida de servicio y la capacidad de carga de una cobertura que consiste meramente de sistemas de mallas o agregados minerales, aglutinados, es limitada. Como un resultado de la estructura de la cobertura de conformidad con la invención que consiste de una superestructura y una subestructura, es posible adaptar las propiedades positivas con respecto a la permeabilidad al agua de una superestructura, que consiste de agregados minerales aglomerados, universalmente al substrato.

El material voluminoso de la subestructura, permite tener una distribución de carga uniforme en el substrato que cae por debajo de manera que aún las cargas de presión puntiforme que actúan en las superestructuras, se introducen en el substrato de manera que son distribuidas sobre una gran carga sobre la capa de arena en el lado del substrato y de este modo, la capacidad de carga de presión dinámica y estática de la superestructura, es decisivamente mejorada en comparación con soluciones conocidas. Un mejoramiento adicional se lleva aproximadamente por la subestructura en su paso permeable al agua en la superestructura con respecto a la capacidad de control del agua. Es precisamente en el caso de un substrato crítico que tiene una proporción elevada de barro que la subestructura es capaz de suplementar la capacidad de almacenamiento de agua de la superestructura. De este modo, el agua de superficie se toma por la subestructura a través de la superestructura y es distribuida horizontalmente. De este modo, enormes cantidades de agua se pueden tomar dentro de un corto tiempo y almacenar temporalmente hasta que el substrato o drenaje adicional, facilitan el escurrimiento de agua. Esta capacidad de drenaje puede ser atribuida a los huecos elevados de manera que la instalación libre de problemas es posible aún en regiones de protección de agua. Estos huecos, así como también tamaños diferentes de rocas y clases de materiales, resultan en excelente absorción de ruido. Las pruebas han mostrado que el pavimento de conformidad con la invención, es capaz de demostrar excelentes valores de absorción de agua. En un análisis de campo, los valores de absorción de agua del pavimento, fueron determinados y comparados con los valores de una construcción de suelo para deportes convencional, permeable al agua, de conformidad con el DIN 18 035-6, sección 5.1.6.3 y 5.1.6.2. En este contexto, los requerimientos del DIN 18 035-6, fueron cubiertos muchas veces más. De este modo, una muestra con un espesor de capa de d0 la superestructura de 47 mm, resulta en un valor de absorción de agua k* = 0.51 cm/s. El requerimiento de conformidad con el DIN 18 035-6, Tabla 3, asciende a >0.01 cm/s. El tamaño de grano del balasto en la subestructura, tiene un efecto favorable adicional sobre el valor de absorción de agua y capacidad de control de agua del suelo. Esto promete excelentes valores dando un tamaño de grano promedio para las partículas menores de 55 mm o menos. Los tamaños de grano promedio probados y ensayados kbaiasto del balasto, caen en un intervalo entre 5 a 16 mm, 16 a 22 mm ó 16 a 32 mm. Esto significa que la capa de balasto está compuesta de balasto con diferentes tamaños de grano, con el grano de una capa de balasto que cae en uno de los intervalos mencionados. El espesor promedio de capa ds de la capa compactada de balasto, preferiblemente asciende entre 400 y 500 mm. El tamaño de grano de los agregados también tiene una influencia sustancial en la capacidad de infiltración del pavimento. Los agregados cuyo tamaño de grano promedio cae entre 1 y 7 mm, son particularmente preferidos . Como se mencionó previamente, la estructura de capa del pavimento de conformidad con la invención, tiene una influencia favorable en los valores de resistencia mecánica, de manera que aún valores de más de 5 mm son posibles para el tamaño promedio del grano sin un riesgo sustancialmente incrementado de que ocurra ruptura. La capacidad de infiltración puede ser además, disminuida con este diámetro de grano. Además, con estos valores, la caída en la capacidad de infiltración como un resultado de la entrada de partes finas orgánicas y minerales con el tiempo, permanece baja. La estructura de poro abierto de la superestructura, resulta en coeficientes elevados de fricción en la superficie, de manera que el pavimento es adecuado como una cobertura no deslizante para carreteras, caminos peatonales, espacios de etapas y presentaciones y de este modo, reduce el riesgo de accidentes. El espesor favorable de capa para la superestructura con respecto a la capacidad de carga de presión y buena permeabilidad al agua, cae entre 30 y 60 mm.

Por supuesto, los valores inferiores también son posibles, en tal caso, entonces las concesiones tiene que hacerse con respecto a la capacidad de carga de presión. El mayor espesor de carga para la superestructura, solamente lleva a ligeros mejoramientos para la capacidad de carga de presión e incrementa los costos de un pavimento. Lo óptimo para la mayoría de los casos de aplicación por lo tanto, cae en el intervalo mencionado anteriormente. De manera general, el tamaño de distribución de partícula se define de conformidad con el DIN 66145. Se determina el parámetro en la cantidad de al menos 9 y por debajo por 1% sobre el tamaño del grano. Con el adhesivo, se relaciona preferiblemente a un adhesivo de Poliuretano de dos componentes. Es solamente empleado en resinas epoxi de dos componentes o en adhesivos de poliuretano de un solo componente. Los adhesivos de resinas epoxi de dos componentes se obtienen por ejemplo, de la Compañía Koch Marmorit, bajo la marca comercial proporcionada Kryorit. Una ventaja sustancial con el uso de adhesivos de resinas epoxi de dos componentes es su compatibilidad ambiental vista. El pavimento de conformidad con la invención, no tiene por ejemplo, efecto tóxico en los mohos moldeados y es considerado también microbiano con difícil capacidad de degradación. Sin embargo, las sustancias orgánicas pueden también ser disminuidas del pavimento, como se muestra en los materiales propuestos. Como los intentos de lavado dan un efecto químico recíproco entre las superficies del agua y no proporcionan materiales de revestimiento, de manera que las superficies con agua, las cuales son cubiertas por el revestimiento, pueden ser introducidos sin tratamientos en drenajes y/o sin titubear en las aguas subterráneas para fluir también. Finalmente, de conformidad con la invención, el pavimento puede ser dispuesto después de su fase de utilización en conjunto con el suelo o en piedras trituradas sin impacto negativo al ambiente. Alternativamente, también es posible reutilizarlas como granulados después de un corte. Durante el procesamiento del adhesivo, se diferencian dos procedimientos. Los componentes son disponibles como arenas o balastos. Las estructuras son estabilizados, estas son ventajosamente mezcladas con el agente aglutinante previamente homogenizado in situ y colocado. Cuando el balasto u otro material granular comparativamente grueso es estabilizado, la resina epoxi o poliuretano y endurecedores, son también mezclados in situ y rociados en forma líquida sobre la superficie de balasto. El agente aglutinante fluye en las profundidades y con ello, se une los granos de balasto individual o al material granular entre sí.

Los materiales aglutinantes mencionados como un resultado de la elevada fuerza de aglutinación, permiten a cualquiera de los materiales voluminosos, ser combinados como un resultado de adhesión muy buena en el intervalo de acción adhesiva y capilar. Esto contribuye adicionalmente a la capacidad de carga de presión estática y dinámica de la cuberita del suelo que ha sido mencionada. La unión de capas adyacentes de la superestructura y subestructura, es particularmente efectiva para la capacidad de carga elevada, de manera que también es posible para vehículos, conducirlos en el pavimento. Muya a menudo se desea para una configuración visualmente atractiva de espacios colorear el suelo. Usando arena de cuarzo coloreada o arena natural como un agregado, es posible elegir de más de 200 variaciones de colores, de manera que prácticamente no se establecen límites en la configuración coloreada de una cobertura de suelo. Los arquitectos en particular, saben como usar estos efectos coloreados en una forma impresionante. Además de los valores de resistencia estática y dinámica que son importantes para la adecuabilidad como una cobertura para carreteras, el pavimento de conformidad con la invención como un resultado de los altos huecos, también absorbe el sonido de vehículos en una forma claramente mejor que, por ejemplo, el asfalto. Los valores particularmente favorables resultan en el caso de huecos de al menos 45% en la superestructura. Modalidades ventajosas adicionales de la invención con respecto al pavimento siguen de las características de las reivindicaciones 11 a 14. De conformidad con la invención, el objeto que se establece con respecto al método para producir el pavimento, se logra por medio de las características de la reivindicación 15. Por consiguiente, la producción se efectúa de conformidad con las siguientes etapas del método: • aplicación de una mezcla todavía deformable de material aglutinante y arena al sustrato, • compactación de la mezcla de arena/material aglutinante, • aplicación de una mezcla todavía deformable de material aglutinante y balasto a la capa de arena, • aplicación de la capa superior que consiste de una mezcla todavía deformable de agregados y material aglutinante a la capa aplicada después, • compactación de la mezcla todavía deformable, y • endurecimiento. El enlace intensivo de las capas entre sí, resulta si después de compactar directamente la primera capa, la siguiente capa se aplica antes de que la capa se coloque por debajo endurezca. Esto se llama aplicación ininterrumpida y compactación capa por capa. Modalidades ventajosas adicionales de la invención con respecto al pavimento, siguen de las características de las reivindicaciones 16 a 20.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las modalidades ventajosas de la invención se explican en lo siguiente con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales: La Figura 1 muestra una sección transversal diagramática a través de un pavimento que ha sido aplicado a un substrato con una subestructura de doble capa, y La Figura 2 muestra una sección transversal diagramática a través de un pavimento que ha sido aplicado a un substrato con una subestructura de tres capas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra gráficamente en una sección transversal, la estructura de capas múltiples del pavimento 1 de conformidad con la invención. En la presente modalidad ejemplar, la última tiene tres capas, el curso más bajo del cual, la subestructura 2, es aplicada a un substrato 3. Antes de que la subestructura 2 pueda ser aplicada, el substrato 3 debe primero ser preparado. Esto es excavado a una profundidad resistente a la congelación de 40 a 60 cm. Esta profundidad de excavación es recomendada, de manera que la conexión entre la subestructura 2 y el substrato 3, permanece inafectada por los efectos erosivos de los ciclos de congelación-descongelación. La subestructura 2 misma está compuesta de un curso de arena y un lado de substrato, la capa así llamada de arena 4, y la capa de balasto 5 que cae en la parte superior. Para esto, se agrega primero una carga de material aglomerado y. arena que son mezclados en conjunto. El material aglutinante es un material enlazante de poliuretano de dos componentes. Una resina epoxi de dos componentes o un material aglutinante de poliuretano de un componente, pueden ser usados en exactamente la misma forma. Después que se ha agregado la carga, la mezcla es entonces procesada sin interrupción tan pronto como sea todavía deformable y no haya endurecido. Esto toma lugar aplicando la capa de arena 4 al substrato 3 en una manera uniforme y plana como sea posible. El espesor de la capa darena de la capa compactada de arena 4 asciende al menos a 20 mm. Después de la compactación y endurecimiento, el cual ya inició, la capa de arena 4, la capa de balasto 5, son aplicadas. El tamaño promedio del grano kbaiasto del balasto en el caso de la presente modalidad, cae en un intervalo entre 5 a 16 mm, con el tamaño promedio de las partículas menores que ascienden a 5 mm. Se obtienen propiedades uniformes con este intervalo de tamaño de gran estrecho. Aquí, como también el balasto, son mezclados con el material aglutinante para aplicar la mezcla tan uniformemente como sea posible a la capa de arena 4. Subsecuentemente, la capa de balasto 5 es compactada con un vibrador mecánico. La capa de balasto 5 entonces tiene un espesor de capa promedio ds de aproximadamente 500 mm. Finalmente, sigue la acumulación de la superestructura de poro abierto 6 que es visible en el estado acabado. En el tercer caso, el material aglutinante en una cantidad de 150 g/cm2 es rociado sobre la capa de balasto 5 que soporta la superestructura 6 para lograr una conexión más firme entre la superestructura y la subestructura 6 y 2, respectivamente. La profundidad de penetración del material aglutinante asciende a aproximadamente 150 mm. Aún antes de que el material aglutinante se endurezca, se aplica una capa de agregado mineral. Aquí también esto es una mezcla de agregados minerales que son mezclados con el material aglutinante y se aplican en el estado todavía deformable. Los agregados que entran en consideración se seleccionan de cuartzita, granita, balasto y cuarzo, con granita coloreada siendo usada en la modalidad ejemplar que es descrita. El tamaño promedio del grano de granita cae en el intervalo entre 2 y 5 mm. La distribución del grano de tamaño se define de conformidad con el DIN 66145 con un parámetro de al menos 9 y mientras no se considera 1% de partículas de tamaño menor y tamaño superior en cada caso. Después que la mezcla ha sido aplicada, esta es compactada con un rodillo y se alisa con un rasgador de alisado aplanado. La compactación es preferiblemente afectada con una presión de contacto de 10 a 50 N/cm2. La superestructura después de la compactación, tiene un espesor de capa d0 de 50 mm. Después de la compactación, la superestructura es endurecida. El pavimento puede entonces ser cargado. Básicamente, antes de aplicar una capa a una capa que cae por debajo, no es necesario para la capa que cae por debajo que endurezca. Por el contrario, la aplicación a una capa que no ha sido aún endurecida, resulta en mejor conexión de las capas entre sí. Una modalidad alternativa del pavimento 1 de conformidad, con la invención, que puede ser cargado a una mayor extensión como un resultado de una capa adicional de arena 4' , se muestra en la Figura 2. La capa adicional de arena 4' se aplica a la capa de balasto 5 y como la capa de arena 4 en el lado del substrato, también es estabilizada con material aglutinante. Para mejor adhesión, el material aglutinante es rociado en la capa de balasto 5 antes de que se aplique la capa de arena 4' . Después de la compactación, la acumulación de la superestructura 6 es efectuada en la misma forma como se describe para la modalidad de conformidad con la Figura 1.

Lista de números de referencia 1 Pavimento 2 Subestructura 3 Substrato 4, 4' Capa de arena 5 Capa de balasto 6 Superestructura

Claims (20)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones .

1. Pavimento permeable al agua para aplicación a un substrato, en donde la superestructura del pavimento es una combinación de agregados minerales compactados y materiales aglutinantes orgánicas, caracterizado porque el pavimento tiene una estructura de capas múltiples con una superestructura y una subestructura, con la subestructura que tiene al menos, una capa de arena en el lado del substrato y una capa de balasto en el lado de la superestructura, el tamaño promedio kbaiasto de las partículas menores las cuales ascienden a 5 mm.

2. Pavimento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas de la superestructura y/o de la subestructura, están conectadas en conjunto por unión.

3. Pavimento de conformidad con una de las. reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la granulación de los agregados kz asciende a 1 a 7 mm.

4. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espesor de capa promedio de dQ la superestructura asciende a 30 a 60 mm.

5. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los huecos de la superestructura ascienden hasta 45%.

6. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los agregados minerales comprenden una selección de cuartzita, granita, basalto y cuarzo.

7. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los agregados minerales tienen una distribución de tamaño de grano estrecho, con el tamaño promedio dk del grano que asciende a un intervalo entre 1 hasta 3 mm, 2 hasta 3 mm, 2 hasta 4 mm, 2 hasta 5 mm ó 3 hasta 7 mm.

8. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los agregados minerales tienen una mezcla de grano redondo y al menos una proporción de 20% de grano angular.

9. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material aglutinante es un material aglutinante de resina epoxi de dos componentes o un material aglutinante de poliuretano de un componente o un material aglutinante de poliuretano de dos componentes .

10. Cubierta del suelo de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una proporción de los agregados de la superestructura, son coloreados y la proporción preferiblemente consiste de arena de cuarzo.

11. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espesor de capa promedio darena de la capa compactada de arena, asciende al menos a 20 mm.

12. Cubierta del suelo de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de balasto tiene partículas inferiores, cuyo tamaño promedio ^aiasto asciende a 5 mm.

13. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tamaño de grano promedio kbaiasto del balasto, cae en un intervalo entre 5 a 16 mm, 16 a 22 mm ó 16 a 32 mm.

14. Pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espesor de la capa promedio ds de la capa de balasto, asciende a 400 hasta 500 mm.

15. Método para producir un pavimento de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende las siguientes etapas del método: • aplicación de una mezcla todavía deformable de material aglutinante y arena al sustrato, • compactación de la mezcla de arena/material aglutinante, • aplicación de una mezcla todavía deformable de material aglutinante y balasto a la capa de arena, • aplicación de la capa superior que consiste de una mezcla todavía deformable de agregados y material aglutinante a la capa aplicada después, • compactación de la mezcla todavía deformable, y • endurecimiento.

16. Método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque se aplica la superestructura a la subestructura, aún antes de que la capa de la subestructura en el lado de la superestructura se haya endurecido completamente .

17. Método de conformidad con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque se aplica una capa de arena después que se ha aplicado la capa de balasto.

18. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque antes de que se aplique la capa de balasto a la capa de arena, se aplica una capa de material aglutinante a la capa de arena, por ejemplo, por rocío.

19. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque antes de que se aplique la superestructura a la capa de balasto, se aplica por ejemplo, una capa de material aglutinante a la capa de balasto.

20. Método de conformidad con la reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque la profundidad de penetración de la capa de material aglutinante asciende al menos a 150 mm.