WO2003080934A1 - Armierungsgitter für bituminöse schichten - Google Patents

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WO2003080934A1
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reinforcement
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bituminous
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Jürgen Kassner
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Huesker Synthetic Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a reinforcement grid for bituminous layers, in particular bituminous pavements, with intersecting strands of synthetic material.
  • a covering layer of a traffic area to be driven on for example the ceiling of a street or a star runway
  • Asphalt layers have a high resistance to the mechanical loads on a road surface in the usually occurring temperature ranges.
  • the asphalt mixture is at the location of the
  • Asphalt can be produced with very little ripple, so that they offer optimum rolling comfort for vehicle tires.
  • asphalt pavements have the disadvantage that they have a low elastic deformability. Even at low stresses due to mechanical loads or temperature fluctuations, the bituminous material of the asphalt surface begins to flow, and the asphalt surface is plastically and thus permanently deformed.
  • Reinforcement grids made of synthetic material have been used for several decades in order to increase the resistance to tension and improve its elastic properties while maintaining the positive properties of an asphalt surface.
  • Reinforcement meshes of this type are produced, for example, from highly resilient synthetic yarns made of polymer material, in particular polyester. These yarns are woven into grids with mesh openings several centimeters in size. The groups or strands of warp and weft threads that form the grid are held together by leno threads.
  • Such a reinforcement grid is known from the document DE 20 00 937 AI. To avoid the fact that the reinforcing grid forms a separating layer for the bituminous layer, the grid is provided with large mesh openings.
  • a reinforcement grid according to DE 20 00 937 AI is shown in Fig. 1 of the accompanying drawings.
  • the reinforcement mesh is usually coated with a bitumen-affine adhesive.
  • Alternative forms of such reinforcement mesh additionally have a textile layer filling the mesh, for example consisting of thin ribbons or of. a nonwoven.
  • a reinforcing mesh provided with a fleece layer is known from DE 196 52 584 AI and can be seen in the attached Figures 2 and 3 of the accompanying drawings.
  • This mesh-filling textile layer is also preferably coated with a bituminous adhesive. According to the embodiments of FIGS. 2 and 3, it can have air holes which allow trapped air and adhesive to pass through during the laying of the reinforcement grid.
  • the reinforcement grids are backed with a thick bitumen-impregnated fleece.
  • the warp thread strands can also be divided into two warp thread groups, the first warp thread group crossing the second warp thread group of the same warp thread strand per stitch in the manner of a half-turn.
  • Such a grid is the subject of the document DE 199 62 441 AI and shown in the attached Figure 4.
  • thin-layer plastic mats are also made from polymer plastics, which have strands that are perpendicular to one another and form stitches with an opening width of several centimeters. These mesh mats are also preferably made of polyester. Others common in construction technology Plastics such as polyethylene or polypropylene have not proven themselves as asphalt reinforcements because of their temperature sensitivity.
  • a significant disadvantage of the known reinforcement grids is their discontinuous stress / strain behavior.
  • polyester When tensile stresses are applied, polyester initially has a force absorption that increases approximately in proportion to the elongation, which essentially stagnates after a relative elongation of 1 to 2%.
  • Figure 4 schematically shows a stress / strain diagram of a typical polyester material. In the range between 2 and 5% of the elongation of the polyester material, no significant increase in the tension in the polyester material and thus the force absorbed can be observed. A substantial increase in stress only occurs again from around 5% of the material expansion. It should be taken into account that, according to the stress / strain curve for bitumen drawn in dashed lines in FIG.
  • a reinforcement grid made of glass fibers or glass fiber reinforced plastic has been proposed in the past.
  • a glass fiber has a considerably higher possibility of absorbing force, but it is almost inextensible and brittle.
  • a stress-strain diagram for glass fibers is shown schematically in FIG. 5, the course of the stress-strain curve for a bituminous material being drawn in broken lines.
  • glass fibers cannot absorb shear forces. Even when laying a bitumen layer, a reinforcement grid with glass fibers can be damaged in the bitumen layer. Due to the compression of the bitumen layer, shear forces occur which can overload glass fibers and cause them to break. Particularly when a bitumen layer is applied to a carriageway made of concrete slabs, high shear forces can arise both during laying and after laying, for example due to thermal expansion, which leads to the destruction of the glass fibers.
  • a glass fiber has a low alkali resistance, which makes it suitable for The runway and the runway of an airport are impaired because de-icing agents that can penetrate hairline cracks in the roadway can cause alkali-containing substances to reach the grille and - in the case of glass fibers - damage them.
  • the object of the present invention is to provide a reinforcement grid which can absorb high forces introduced into a bituminous layer and is elastically deformable.
  • the strands of synthetic material have an elongation at break which is between 3% and 8%.
  • the elongation at break of the synthetic material of the strands is preferably between 5 and 6% and thus exactly in the region of the elongation at break of a bituminous roadway layer.
  • the choice of a synthetic material which has essentially the same maximum elongation as the layer to be reinforced ensures that, on the one hand, the reinforced layer and, on the other hand, the reinforcement grid interact optimally. Both have the same area of maximum force absorption before the material breaks. Both materials are stretchable in a certain range, preferably by up to 5 or 6%, before the stress absorbed by the materials drops and cracks occur in the reinforced layer. In this way it is ensured that the reinforced layer can not only absorb high forces, but that the bituminous material can be deformed together with the reinforcement within its expansion range without damage to the bitumen layer or the reinforcement. In this way, the shear forces that occur during installation and also in the installed state due to loads and temperature fluctuations can easily be absorbed by deformation of the grid without causing damage.
  • the synthetic strands of the grids have a constant force absorption, that is to say an essentially constant stress / strain diagram.
  • the recorded one runs Tension value or the force absorbed by a strand with a certain cross-section essentially proportional to the value of the elongation.
  • synthetic materials - unlike metallic materials, for example - generally do not have an exactly proportional stress / strain curve.
  • a suitable synthetic material by choosing a suitable synthetic material, a largely steady and almost proportional stress / strain curve can be achieved which, on the one hand, does not have the area of increasing strain occurring with polyester without an increase in the absorbed stress and, on the other hand, does not have the brittle properties of a glass fiber.
  • the strength properties mentioned can be achieved by producing the intersecting strands of the reinforcing mesh from high-strength polyvinyl alcohol.
  • Polyvinyl alcohol (PVA) is a plastic with which the mechanical properties described above, i.e. essentially constant, almost proportional stress / strain curve and an elongation at break in the range between 5 and 6%, can be achieved.
  • the elongation at break essentially corresponds to the elongation at break of the reinforced bitumen layer.
  • PVA has a high chemical resistance and is neither attacked nor damaged by urea or by salt solutions that occur during road de-icing.
  • PVA is also moisture-independent, which means that it has the same strength in both wet and dry conditions.
  • a glass fiber for example, does not have this kind of moisture independence.
  • a glass fiber loses its strength considerably as a result of moisture, especially if the reinforced pavement has hairline cracks through which water can reach the reinforcement grid.
  • PVA Compared to a polyester material, PVA has a two to three times higher strength module, so that considerably thinner PVA strands can be used to achieve the same reinforcement.
  • PVA Compared to glass grids, PVA is much less brittle and can absorb significantly higher shear and buckling forces. The risk of a PVA grid being destroyed when it is installed or installed is thus much less than the damage or destruction of a glass fiber grid. Due to the similar elongation at break, PVA grids are usually only damaged if the reinforced bitumen layer is also damaged.
  • PVA grids have a significantly higher dynamic load capacity than grids made of glass fibers.
  • PVA can be processed directly into a reinforcement grid. However, it is preferably processed as a yarn to form a high-strength textile grid, in particular woven.
  • the grid made of polyvinyl alcohol (PVA) can be coated with a bitumen-affine adhesive like the known polyester grids. Furthermore, it is preferably reinforced with a light membrane, for example a thin fleece.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • Fig. 1 shows a plan view of a first embodiment of a
  • FIG. 2 shows a plan view
  • FIG. 3 shows a perspective view of a second embodiment of a reinforcement grid for bituminous pavements.
  • FIG. 4 shows a top view of a further embodiment of a
  • Reinforcement grid which can be used for the reinforcement of pavements.
  • 5 shows a schematic stress / strain diagram for polyester and for a bitumen layer.
  • the reinforcement grids recognizable in FIGS. 1 to 4 have already been explained in detail at the beginning in connection with the description of the prior art. They each have, at regular intervals and parallel to one another, warp thread strands 1,1 ', 1 ".
  • the warp thread strands 1,1', 1" are formed from several threads in the textile lattices shown and consist of polyester or glass fibers according to the prior art , Right-angled to the warp strands 1,1 ', 1 "run at regular intervals and parallel to each other weft strands 2,2', 2", which also consist of polyester or glass fibers according to the prior art.
  • the warp thread strands 1,1 ', 1 are connected to the weft thread strands 2,2', 2" at the crossing points.
  • the connection is made with a leno thread 3, which is guided in each case via a warp thread strand 1 and runs alternately on the left and on the right side of the warp thread strand 1 under the weft thread strand 2.
  • the lattice fabric formed by the warp thread strands 1 and weft thread strands 2 is then coated with a bituminous mass which on the one hand promotes the good connection between the bituminous layer to be reinforced and the lattice and on the other hand fixes the intersecting warp and weft threads to one another.
  • the warp strands 1 and the weft strands 2 can be formed from polyvinyl alcohol, so that they have a largely constant stress / strain curve and have an elongation at break of about 5 to 6%.
  • FIGS. 2 and 3 show a reinforcement grid in which the warp thread strands 1 'and the weft thread strands 2' are placed on a thin carrier fleece 4 crossing one another on a Raschel machine.
  • the warp threads 1 ' are connected to the carrier fleece 4 by a binding thread 5.
  • the binding threads 5 also connect the warp threads 1 'with the weft threads 2'.
  • warp threads 1 'and weft threads 2' are together with the Fleece coated with a bitumen affine adhesive.
  • FIG. 4 A further embodiment of an open grid mat can be seen from FIG. 4, in which a textile grid according to DE 199 62 441 AI mentioned above can be seen.
  • the warp thread strands 1 "are also divided into two warp thread groups 6,7, the first warp thread group 6 crossing over the second warp thread group 7 of the same warp thread strand 1" per stitch in the manner of a half-turn.
  • FIGS. 5, 6 and 7 clearly show the advantageous stress / strain curve of a PVA grid according to the invention compared to the known polyester and glass grids.
  • Fig. 5 shows that a polyester thread hardly experiences an increase in the internal tensile stress over a substantial section in the range between an elongation of 2% to 5%. This means that the force absorption of the reinforcement grid does not increase significantly in this expansion range. The force absorbed by the reinforcing mesh made of polyester only increases from 5%. However, the elongation at break of the bituminous layer to be reinforced also lies in this range, so that when the reinforcing effect occurs, cracks in the bitumen layer can be expected to occur quickly.
  • a glass fiber grating has the stress / strain behavior shown in FIG. 6. Although it absorbs high forces, it is very brittle and breaks at low elongations.
  • a grid made of PVA is selected for the reinforcement of a bitumen layer, which has a stress / strain curve that runs essentially synchronously with the bitumen (see FIG. 7). It absorbs continuously increasing stresses in the range between 0 and 5% elongation. The stress increases in proportion to the elongation of the PVA material. Since the reinforced bitumen layer has a similar stress / strain curve, the reinforced layer and the reinforcing mesh can be loaded up to their elongation at break.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Armierungsgitter für bituminöse Schichten, insbesondere für bitumenhaltige Fahrbahndecken, mit einander kreuzenden Strängen aus synthetischem Material. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Armierungsgitter zu schaffen, welches hohe in eine bituminöse Schicht eingeleitete Kräfte aufnehmen kann und elastisch verformbar ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stränge aus synthetischem Material eine Bruchdehnung aufweisen, die zwischen 3 % und 8 %, vorzugsweise zwischen 5 % und 6 % liegt.

Description

Beschreibung:
Armierungsgitter für bituminöse Schichten
Die Erfindung betrifft ein Armierungsgitter für bituminöse Schichten, insbesondere bitumenhaltige Fahrbahndecken, mit einander kreuzenden Strängen aus synthetischem Material.
Zur Herstellung einer Deckschicht einer zu befahrenden Verkehrsfläche, beispielsweise der Decke einer Straße oder einer Star Landebahn eines
Flughafens sowie des Rollfeldes eines Flughafens, haben sich seit langer Zeit bitumenhaltige Schichten, insbesondere Asphalt, bewährt. Asphaltschichten weisen eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen die mechanischen Belastungen einer Fahrbahndecke in den üblicherweise auftretenden Temperaturbereichen auf. Dabei ist in der Regel die Asphaltmischung an die an dem Ort der
Fahrbahn auftretende Temperatur anzugleichen. Eine Asphaltdecke gibt üblichen Fahrzeugreifen aus Gummi einen guten Halt aufgrund eines recht hohen Reibungskoeffizienten. Durch die gute Verformbarkeit im warmen
Zustand lassen sich Asphaltdecken mit sehr geringer Welligkeit herstellen, so daß sie für Fahrzeugreifen einen optimalen Abrollkomfort bieten.
Asphaltdecken haben jedoch den Nachteil, daß sie eine geringe elastische Verformbarkeit aufweisen. Schon bei geringen Spannungen aufgrund mechanischer Lasten oder Temperaturschwankungen tritt ein Fließen des bituminö- sen Materials der Asphaltdecke ein, und die Asphaltdecke wird plastisch und damit dauerhaft verformt.
Um unter Beibehaltung der positiven Eigenschaften einer Asphaltdecke deren Widerstandsfähigkeit gegen Spannungen zu erhöhen und ihre elastischen Eigenschaften zu verbessern, werden seit mehreren Jahrzehnten Armierungsgitter aus synthetischem Material eingesetzt. Derartige Armierungsgitter werden beispielsweise aus hoch belastbaren synthetischen Garnen aus polyme- rem Material, insbesondere Polyester, hergestellt. Diese Garne werden zu Gittern mit mehrere Zentimeter großen Maschenöffnungen verwebt. Die Gruppen oder Stränge von Kettfäden und Schußfäden, welche das Gitter bilden, werden von Dreherfäden zusammen gehalten. Ein derartiges Armierungsgitter ist aus der Druckschrift DE 20 00 937 AI bekannt. Um zu vermei- den, daß das Armierungsgitter eine Trennschicht für die bituminöse Schicht bildet, ist das Gitter mit großen Maschenöffnungen versehen. Die großen Maschen des Gitters können durch grobkörnige Bestandteile der Asphaltdecke durchragt werden, wodurch eine intensive Verzahnung mit dem Asphaltmate- rial der Fahrbahndecke und somit eine über die gesamte Fläche wirksame Armierung der bitumenhaltigen Schicht erzielt wird. Ein Armierungsgitter gemäß der DE 20 00 937 AI ist in der Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen dargestellt.
Um eine gute Haftung an der Bitumenschicht zu erreichen, wird das Armierungsgitter in der Regel mit einem bitumenaffinen Haftmittel beschichtet. Alternative Aus führungs formen derartiger Armierungsgitter weisen zusätzlich eine die Maschen füllende Textilschicht auf, beispielsweise bestehend aus dünnen Bändchen oder aus. einem Vliesstoff. Ein mit einer Vliesschicht versehenes Armierungsgitter ist aus der DE 196 52 584 AI bekannt und in den beigefügten Figuren 2 und 3 der beigefügten Zeichnungen zu erkennen. Diese Maschen füllende Textilschicht ist ebenfalls vorzugsweise mit einem bituminösen Haftmittel beschichtet. Sie kann gemäß den Ausführungsformen der Figuren 2 und 3 Luftlöcher auf weisen, welche das Hindurchtreten von eingeschlossener Luft und Haftmittel während des Verlegens des Armierungsgitters ermöglichen. Für andere Anwendungen werden die Armierungsgitter mit einem dicken bitumengetränkten Vlies hinterlegt.
Zur Fixierung der einander kreuzenden Fadenstränge des Armierungsgitters können die Kettfadenstränge auch in zwei Kettfadengruppen aufgeteilt werden, wobei die erste Kettfadengruppe die zweite Kettfadengruppe des gleichen Kettfadenstrangs je Masche nach Art eines Halbdrehers überkreuzt. Ein derartiges Gitter ist Gegenstand der Druckschrift DE 199 62 441 AI und in der beigefügten Figur 4 dargestellt.
Alternativ zu den bekannten textilen Gittern mit verwebten oder durch Nähtechnik oder Wirktechnik aneinander fixierten Strängen werden auch aus polymeren Kunststoffen dünnschichtige Kunststoffmatten hergestellt, welche zueinander rechtwinklige Stränge aufweisen, die Maschen mit einer Öff- nungsweite von mehreren Zentimetern bilden. Auch diese Gittermatten bestehen vorzugsweise aus Polyester. Andere in der Bautechnik übliche Kunststoffe wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen haben sich wegen ihrer Temperaturanfälligkeit nicht als Asphaltarmierung bewährt.
Ein erheblicher Nachteil der bekannten Armierungsgitter ist ihr unstetiges Spannungs/Dehnungsverhalten. Polyester hat beim aufbringen von Zugspannungen zunächst eine in etwa proportional zur Dehnung ansteigende Kraftaufnahme, die nach einer relativen Dehnung von 1 bis 2% im wesentlichen stagniert. Figur 4 zeigt schematisch ein Spannungs/Dehnungsdiagramm eines typischen Polyesterwerkstoffes. Im Bereich zwischen 2 und 5% der Dehnung des Polyestermaterials ist kein wesentlicher Anstieg der Spannung in dem Polyestermaterial und damit der aufgenommenen Kraft zu beobachten. Eine wesentliche Spannungszunahme erfolgt erst wieder ab etwa 5% der Materialdehnung. Dabei ist zu berücksichtigen, daß gemäß der gestrichelt in Figur 4 gezeichneten Spannungs/Dehnungskurve für Bitumen nahe 5% die maximale Spannungsaufnahme und somit der Bruchdehnungswert für Bitumen liegt. Die Armierungswirkung eines Polyestergitters setzt daher im wesentlichen erst dann ein, wenn das Bitumenmaterial bereits das Maximum seiner Dehnbarkeit erreicht hat und anfängt zu reißen. Risse in der Bitumenschicht können zu bleibenden Schäden in der Fahrbahndecke führen.
Als Alternative wurde in der Vergangenheit ein Armierungsgitter aus Glasfasern oder glasfaserarmiertem Kunststoff vorgeschlagen. Eine Glasfaser weist zwar eine erheblich höhere Möglichkeit der Kraftaufnahme auf, ist aber nahezu undehnbar und spröde. Ein Spannungsdehnungsdiagramm für Glasfa- sern ist schematisch in Fig. 5 dargestellt, wobei gestrichelt wiederum der Verlauf der Spannungs/Dehnungskurve für ein bituminöses Material eingezeichnet ist.
Insbesondere können Glasfasern keine Scherkräfte aufnehmen. Bereits beim Verlegen einer Bitumenschicht kann in der Bitumenschicht ein Armierungsgitter mit Glasfasern beschädigt werden. Durch die Verdichtung der Bitumenschicht treten Scherkräfte auf, welche Glasfasern überlasten können und brechen lassen können. Insbesondere wenn eine Bitumenschicht auf eine Fahrbahn aus Betonplatten aufgebracht wird, können sowohl beim Verlegen als auch nach dem Verlegen z.B. durch Temperaturdehnungen hohe Scherkräfte entstehen, welche zu einer Zerstörung der Glasfasern führen. Weiterhin hat eine Glasfaser eine geringe Alkalibeständigkeit, was ihre Eignung auf dem Rollfeld und der Startbahn eines Flughafens beeinträchtigt, da hier durch Enteisungsmittel, die in Haarrisse der Fahrbahn eindringen können, alkalihal- tige Substanzen das Gitter erreichen und - im Falle von Glasfasern - beschädigen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Armierungsgitter zu schaffen, welches hohe in eine bituminöse Schicht eingeleitete Kräfte aufnehmen kann und elastisch verformbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stränge aus synthetischem Material eine Bruchdehnung aufweisen, die zwischen 3% und 8% liegt.
Vorzugsweise wird die Bruchdehnung des synthetischen Materials der Stränge zwischen 5 und 6% liegen und somit exakt im Bereich der Bruchdehnung einer bitumenhaltigen Fahrbahnschicht.
Durch die Wahl eines synthetischen Materials, welches im wesentlichen die gleiche maximale Dehnung aufweist wie die zu armierende Schicht, ist sichergestellt, daß zum einen die armierte Schicht und zum anderen das Armierungsgitter optimal zusammenwirken. Beide haben den gleichen Bereich der maximalen Kraftaufnahme, bevor ein Bruch des Materials eintritt. Beide Materialien sind in einem bestimmten Bereich, vorzugsweise um bis zu 5 oder 6%, dehnbar bevor die durch die Materialien aufgenommene Spannung sinkt und in der armierten Schicht Risse auftreten. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die armierte Schicht nicht nur hohe auftretende Kräfte aufnehmen kann, sondern daß das bituminöse Material gemeinsam der Armierung innerhalb ihres Dehnungsbereiches verformbar sind, ohne daß eine Beschädigung der Bitumenschicht oder der Armierung auftritt. Auf diese Weise können die beim Verlegen und auch im eingebauten Zustand aufgrund von Belastungen und Temperaturschwankungen auftretenden Scherkräfte ohne weiteres durch Verformungen des Gitters aufgenommen werden, ohne einen Schaden zu verursachen.
Bein einer Ausführungsform weisen die synthetischen Stränge der Gitter eine stetige Kraftaufnahme, das heißt einen im wesentlichen stetigen Span- nungs/Dehnungsdiagramm, auf. Insbesondere verläuft der aufgenommene Spannungswert bzw. die von einem Strang mit einem bestimmten Querschnitt aufgenommene Kraft im wesentlichen proportional zum Wert der Dehnung. Zwar ist bekannt, daß synthetische Materialien in der Regel - anders als beispielsweise metallische Werkstoffe - keinen exakt proportionalen Span- nungs/Dehnungsverlauf aufweisen. Jedoch läßt sich durch Wahl eines geeigneten synthetischen Materials ein weitgehend stetiger und nahezu proportionaler Spannungs/Dehnungsverlauf erreichen, der einerseits nicht den bei Polyester auftretenden Bereich der zunehmenden Dehnung ohne Zunahme der aufgenommenen Spannung aufweist und andererseits nicht die spröden Eigenschaften einer Glasfaser aufweist.
Die genannten Festigkeitseigenschaften können durch die Herstellung der sich kreuzenden Stränge des Armierungsgitters aus hochfestem Polyvinylalkohol erzielt werden. Polyvinylalkohol (PVA) ist ein Kunststoff, mit dem sich die oben beschriebenen mechanischen Eigenschaften, das heißt im wesentlichen stetiger, nahezu proportionaler Spannungs/Dehnungsverlauf und eine Bruchdehnung im Bereich zwischen 5 und 6%, realisieren lassen. Die Bruchdehnung entspricht im wesentlichen der Bruchdehnung der armierten Bitumenschicht.
Ferner weist PVA eine hohe chemische Beständigkeit auf und wird weder von Harnstoffen noch von Salzlösungen, die bei einer Fahrbahnenteisung entstehen, angegriffen oder beschädigt. PVA ist zusätzlich feuchtigkeitsunabhängig, das heißt es weist im nassen wie im trockenen Zustand die gleiche Festigkeit auf. Eine derartige Feuchtigkeitsunabhängigkeit hat beispielsweise eine Glasfaser nicht. Eine Glasfaser verliert durch Feuchtigkeit erheblich an Festigkeit, insbesondere wenn die armierte Fahrbahndecke Haarrisse aufweist, durch welche Wasser an das Armierungsgitter herantreten kann.
Im Vergleich zu einem Polyestermaterial hat PVA ein zwei- bis dreifach höheres Festigkeitsmodul, so daß zur Erzielung der gleichen Armierung erheblich dünnere PVA-Stränge verwendet werden können.
Gegenüber Glasgittern ist PVA sehr viel weniger spröde und kann bedeutend höhere Scher- und Knickkräfte aufnehmen. Die Gefahr, daß ein PVA-Gitter beim Verlegen oder im eingebauten Zustand zerstört wird, ist damit sehr viel geringer als die Beschädigung oder Zerstörung eines Gitters aus Glasfasern. PVA-Gitter werden aufgrund der ähnlichen Bruchdehnung in der Regel erst dann beschädigt, wenn auch die armierte Bitumenschicht beschädigt wird.
Ferner weisen PVA-Gitter eine wesentlich höhere dynamische Belastbarkeit auf als Gitter aus Glasfasern.
PVA kann direkt zu einem Armierungsgitter verarbeitet werden. Bevorzugt wird es aber als Garn zu einem hochfesten textilen Gitter verarbeitet, insbesondere verwebt.
Das Gitter aus Polyvinylalkohol (PVA) kann wie die bekannten Polyestergitter mit einem bitumenaffinen Haftmittel bestrichen werden. Ferner ist es vorzugsweise mit einer leichten Membran, beispielsweise einem dünnen Vlies, bewehrt.
Zwar ist in der Praxis der Einsatz von mit PVA beschichteten Bewehrungsgittern für die Bewehrung von Erdschichten bereits durch das unter der Marke Fortrac M vertriebene Produkt der Anmelderin bekannt. Jedoch wurde die gute Übereinstimmung des Spannungs/Dehnungsverlaufes eines PVA-Gitters mit dem Spannungs/Dehnungsverlauf der bewehrten Bitumenschicht bisher noch nicht bei einem Asphalt-Armierungsgitter erzielt.
Weitere Aspekte der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. . . .
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform eines
Bewehrungsgitters für bitumenhaltige Fahrbahndecken. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht und
Fig. 3 zeigt eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines Bewehrungsgitters für bitumenhaltige Fahrbahndecken.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines
Bewehrungsgitters, welches zur Bewehrung von Fahrbahndecken eingesetzt werden kann. Fig. 5 zeigt ein schematisches Spannungs/Dehnungsdiagramm für Polyester und für eine Bitumenschicht.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Spannungs/Dehnungsdiagramm für
Glasfaser und für eine Bitumenschicht. Fig. 7 zeigt ein schematisches Spannungs/Dehnungsdiagramm für
Polyvinylalkohol und für eine Bitumenschicht.
Die in den Figuren 1 bis 4 erkennbaren Bewehrungsgitter wurden bereits eingangs in Verbindung mit der Beschreibung des Standes der Technik eingehend erläutert. Sie weisen jeweils in regelmäßigen Abständen und parallel zueinander verlaufende Kettfadenstränge 1,1 ', 1 " auf. Die Kettfadenstränge 1,1',1 " werden bei den dargestellten Textilen Gittern von mehreren Fäden gebildet und bestehen gemäß dem Stand der Technik aus Polyester oder Glasfasern. Rechtwinklig zu den Kettfadensträngen 1,1 ', 1 " verlaufen in regelmäßigen Abständen und parallel zueinander Schußfadenstränge 2,2',2", die ebenfalls gemäß dem Stand der Technik aus Polyester oder Glasfasern bestehen.
Die Kettfadenstränge 1,1', 1" sind an den Kreuzungsstellen mit den Schußfadensträngen 2,2',2" verbunden. Bei der ersten Ausführungsform (siehe Fig. 1) erfolgt die Verbindung mit einem Dreherfaden 3, der jeweils über einen Kettfadenstrang 1 geführt wird und abwechselnd auf der linken und auf der rechten Seite des Kettfadenstrangs 1 unter dem Schuß fadenstrang 2 entlang läuft. Das durch die Kettfadenstränge 1 und Schußfadenstränge 2 gebildete Gittergewebe wird anschließend mit einer bitumenhaltigen Masse beschichtet, welche einerseits die gute Verbindung zwischen der zu armierenden Bitumenschicht und dem Gitter fördert und welche andererseits die einander kreuzenden Kett- und Schußfäden zueinander fixiert.
Gemäß der Erfindung können die Kettfandenstränge 1 und die Schußfadenstränge 2 aus Polyvinylalkohol gebildet werden, so daß sie einen weitgehend stetigen Spannungs/Dehnungsverlauf haben und eine Bruchdehnung von etwa 5 bis 6 % aufweisen.
Die Figuren 2 und 3 zeigen ein Armierungsgitter bei dem die Kettfadenstränge 1' und die Schußfadenstränge 2' auf einer Raschelmaschine einander kreuzend auf ein dünnes Trägervlies 4 aufgelegt werden. Durch einen Bindefaden 5 werden in der Rascheltechnik die Kettfäden 1' mit dem Trägervlies 4 verbun- den. An den Kreuzungsstellen der Kettfäden 1' mit den Schußfäden 2' verbinden die Bindefäden 5 auch die Kettfäden 1 ' mit den Schußfäden 2'. Im vorliegenden Fall sind Kettfäden 1 ' und Schußfäden 2' gemeinsam mit dem Vlies mit einem bitumenaffinen Haftmittel beschichtet. Gemäß der Patentanmeldung DE 196 52 584 AI der Anmelderin, in der ein derartiges Gitter beschrieben ist, ist zwar bereits die Verwendung von PVA angesprochen. Die erfindungsgemäße Anpassung des Spannungs/Dehnungsverhaltens der Stränge des Gitters an das Spannungs/Dehnungsverhalten der Bitumenschicht ist dagegen nicht erwähnt.
Eine weitere Ausführungsform einer offenen Gittermatte ist aus der Figur 4 ersichtlich, in der ein textiles Gitter gemäß der oben angesprochenen DE 199 62 441 AI erkennbar ist. Hier sind die Kettfadenstränge 1 " auch in zwei Kettfadengruppen 6,7 aufgeteilt werden, wobei die erste Kettfadengruppe 6 die zweite Kettfadengruppe 7 des gleichen Kettfadenstrangs 1" je Masche nach Art eines Halbdrehers überkreuzt.
Aus den Figuren 5,6 und 7 ist klar der vorteilhafte Spannungs/Dehnungsverlauf eines erfindungsgemäßen PVA-Gitters gegenüber den bekannten Polyester- und Glasgittern zu erkennen.
Fig. 5 zeigt, daß ein Polyesterfaden über einen wesentlichen Abschnitt im Bereich zwischen einer Dehnung von 2 % bis 5% kaum eine Steigerung der inneren Zugspannung erfährt. Das heißt, daß in diesem Dehnungsbereich die Kraftaufnahme des Armierungsgitters nicht wesentlich ansteigt. Erst ab 5% steigt die durch das Armierungsgitter aus Polyester aufgenommene Kraft. In diesem Bereich liegt aber auch die Bruchdehnung der zu armierenden Bitu- menschicht, so daß bei eintretender Armierungs Wirkung schnell mit dem Auftreten von Rissen in der Bitumenschicht zu rechnen ist.
Ein Glasfasergitter weist das in Fig. 6 erkennbare Spannungs/Dehnungsverhalten auf. Es nimmt zwar hohe Kräfte auf, ist jedoch sehr spröde und bricht bei geringen Dehnungen.
Gemäß der Erfindung wird für die Armierung einer Bitumenschicht ein Gitter aus PVA gewählt, das einen im wesentlichen synchron zum Bitumen verlaufenden Spannungs/Dehnungsverlauf hat (siehe Fig. 7). Es nimmt im Bereich zwischen 0 und 5% Dehnung stetig steigende Spannungen auf. Die Spannung steigt im wesentlichen proportional zur Dehnung des PVA-Materials. Da die armierte Bitumenschicht eine ähnliche Spannungs/Dehnungskurve aufweist, können die armierte Schicht sowie das Armierungsgitter bis zu ihrer Bruchdehnung belastet werden.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Armierungsgitters ist für alle existierenden Gitterformen möglich. Dies gilt sowohl für den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Stand der Technik der Anmelderin als auch für Gittermatten, die nicht durch eine textile Fertigungstechnik hergestellt sind.
Bezugszeichenliste:
UM" Kettfadenstrang
2,2',2" Schuß fadenstrang
3 Dreherfaden
4 Trägervlies, Tragschicht
5 Bindefaden
6 Kettfadengruppe
7 Kettfadengruppe

Claims

Patentansprüche:
1. Armierungsgitter für bituminöse Schichten, insbesondere für bitumenhaltige Fahrbahndecken, mit einander kreuzenden Strängen (1,2; 1', 2'; 1 ",2") aus synthetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge (1,2;1',2'; 1 ",2") aus synthetischem Material eine Bruchdehnung aufweisen, die zwischen 3 % und 8 % liegt.
2. Armierungsgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchdehnung der Stränge (1,2; 1', 2'; 1 ",2") zwischen 5 % und 6 % liegt.
3. Armierungsgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Stränge (1,2; 1 ',2'; 1 ",2") aufgenommene Kraft bis in den Bereich der Bruchdehnung im wesentlichen proportional zum Wert der Dehnung der Stränge (1,2;1',2T; 1",2") steigt.
4. Armierungsgitter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge (1,2; 1', 2'; 1",2") aus hochfestem Polyvinylalkohol (PVA) bestehen.
5. Armierungsgitter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge (1,2;1',2'; 1",2") aus jeweils mindestens einem hochfesten Garn bestehen.
6. Armierungsgitter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne miteinander verwebt sind.
7. Armierungsgitter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich kreuzende Stränge (l',2') durch Bindefäden miteinander verbunden sind.
8. Armierungsgitter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem bitumenaffinen Haftmittel beschichtet ist.
9. Armierungsgitter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Tragschicht, insbesondere einem bitumengetränkten Trägervlies 4, verbunden ist.
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