DE19506788A1

DE19506788A1 - Fahrzeug zur Reparatur von Fahrbahndecken

Info

Publication number: DE19506788A1
Application number: DE19506788A
Authority: DE
Inventors: Guelertan Vural
Original assignee: Guelertan Vural
Current assignee: Wacker Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 1996-08-29
Also published as: CA2189030A1; EP0757735A1; JPH09512600A; US5967695A; DE59606936D1; EP0757735B1; WO1996027048A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zur Beseitigung von Fahrbahndecken schäden (z. B.: Löcher, Spurrillen, unzulässige Unebenheiten) durch Aus gleichen mit einem vorgeschriebenen Füllmaterial (z. B.: Asphalt oder dergleichen), zusammengesetzt mit einer Vorerwärmungs- und Auf kratzeinrichtung, einer Ausgabevorrichtung für das Ausgleichsmaterial und einem dahinter angeordneten Verdichtungswerkzeugs (dieses sorgt für eine Vorverdichtung der Ausgleichs- und Aufkratzmaterialmischung auf einem Niveau, das höher liegt als die unbeschädigte Fahrbahndecke), ein dahinter, quer zur Fahrtrichtung horizontal schwingendes Abzieh werkzeug sorgt für die Endverdichtung und gleichzeitig für ein Abtragen des restlichen Überstandes.

Diese Art eines Reparaturfahrzeuges ist in der europäischen Patentan meldung: 93 100 710.8-2303 beschrieben und bekannt geworden. Mit einem derartigen Fahrzeug zahlreich durchgeführte Testergebnisse zeigen, daß auf der reparierten Fahrbahnoberfläche, je nach Anwendung, bis zu 2 cm Tiefe, sich ca. 3-5%ige Luftanschlüsse und damit nicht immer reproduzierbare Verdichtungsergebnisse ergeben.

Diese Luftanschlüsse wurden, durch die horizontalen Schwingungen, quer zur Fahrtrichtung und durch die vom Reparaturfahrzeug ausgeübten Vorwärtsbewegungen des Abziehwerkzeuges erzeugt. Es ist ebenfalls festgestellt worden, daß die Luftanschlüsse mit steigender Korngröße und Kornverteilung der zu reparierenden Oberfläche steigen.

Man kann diese Luftanschlüsse nicht immer, bei allen Anwendungen, mit nachträglicher Verdichtungsarbeit, wie z. B.: mit einem Verdichtungsgerät, sicher, mit geforderter Qualität, menschenunabhängig reproduzierbar und mit erwarteter Wirtschaftlichkeit, beseitigen. Da, abgesehen von einem wirtschaftlichen Nutzungsgrad, bei einer nachträglichen Verdichtung, wichtige, folgende Voraussetzungen nicht immer erfüllbar sind:

- Eine nachträgliche Verdichtung bedeutet einen unkalkulierbaren Zeitverlust; damit wird bei Dünnschichten eine schnelle, unkontollier bare Temperaturabnahme des zu verdichtenden, bituminösen Materials verursacht, was wiederum eine Erreichung des erwarteten Verdich tungsgrades in Frage stellt.
- Um diese vorhandenen Luftanschlüsse, während einer nachträglichen Verdichtung, zu beseitigen und um die reparierte Fahrbahnoberfläche mit der unbeschädigten Fahrbahndecke bündig zu verebnen, ist eine exakt dosierte Materialzuführung erforderlich, die aber dem Volumen

der Luftanschlüsse entsprechen muß. Diese gestellten Forderungen sind für eine nachträgliche Verdichtung nicht erfüllbar und wirtschaft lich nicht vertretbar.

Die vorliegende Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, das in der euro päischen Patentanmeldung: 93 100 710.8-2303 beschriebene Reparaturfahrzeug dahingehend zu verbessern, um mit geforderten, geringsten Luftanschlüssen eine reproduzierbare und homogene Verdich tung zu erreichen, die bei örtlicher Reparatur von Fahrbahnschäden einen bündigen Anschluß an die unbeschädigte Fahrbahndecke und bei Neu- Beschichtung ganzer Straßendecken ein vorgeschriebenes Niveau und Schichtdicke zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß hinter dem Abziehwerkzeug ein Verdichtungswerkzeug, in besondere eine Rüttelwalze mit kleinstmöglichem Abstand zum Abziehwerkzeug vorgesehen ist. Diese Rüttelwalze ist mit einem Vibrationserregersystem ausgestattet, welches auf das zu verdichtende, bituminöse Material eine ausgewogene dynamische Druck- und Schubspannungskombination ausübt und seinen Kontakt mit dem zu verdichtenden Material nicht verliert. Diese Rüttel walze kann, je nach Anwendung, gleichzeitig für die Fortbewegung des Fahrzeugs angetrieben werden.

Die Breite der Rüttelwalze entspricht der Arbeitsbreite plus dem Schwingweg des Abziehwerkzeugs.

Parallel dazu, wurde die in der europäischen Patentanmeldung: 93 100 710.8-2303 beschriebene Ausgabevorrichtung, in Verbindung mit dem Abziehwerkzeug, wie folgt verbessert:

Das Abziehwerkzeug ist mit der Rückwand der Ausgabevorrichtung fest verbunden und an den Seitenwänden der Ausgabevorrichtung so gelagert, daß in vertikaler Richtung mit Zehntel-Millimeter-Genauigkeit, unabhängig von der Ausgabenvorrichtung, verstellbar ist.

Dieser Verstellvorgang kann manuell, elektrisch oder hydraulisch vorgenommen werden.

Vor dem Beginn der Reparaturarbeiten oder Neu-Beschichtung ganzer Straßendecken, gemäß gesicherter Erfahrungen und in Abhängigkeit der Korngröße und Kornverteilung des Füllmaterials, wird bei Reparatur arbeiten zwischen dem Abziehwerkzeug und der unbeschädigten Fahr bahndecke, bei Neu-Beschichtung ganzer Straßendecken zwischen dem Abziehwerkzeug und dem geforderten Niveau der neuen Fahrbahndecke, eine Spalte (a) mit wenigen Millimetern eingestellt. Diese eingestellte Spaltgröße (a) entspricht in etwa, volumenmäßig, den Luftanschlüssen in der weiter zu verdichtenden Oberfläche.

Nach dieser Grundeinstellung des Abziehwerkzeugs ist eine Korrektur der eingestellten Spalte (a) nur dann notwendig, wenn z. B. bei Reparatur arbeiten, zwischen der Rüttelwalze und der unbeschädigten Fahrbahn decke eine tatsächlich entstehende Spalte h-IST größer oder kleiner als die vorgewählt zulässige Spalte h-SOLL ist, die in etwa im Zehntel- Millimeter-Bereich liegt.

Für die kontinuierliche Messung der tatsächlichen Spalte h-IST sind zwei Wegaufnehmer so an die beiden Seiten der Drehachse der Rüttelwalze mit Befestigungselementen verankert, daß beide Wegaufnehmer senkrecht zur reparierenden oder neu zu beschichtenden Bahn positioniert sind, so daß diese Position beibehalten wird.

Diese beiden Wegaufnehmer sind elektronisch so geschaltet, daß ein kontinuierlich, arithemischer Mittelwert der Messignale ermittelt wird. Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs besteht darin, daß es ein Vergleichselement aufweist, das einerseits den arithemtischen Mittelwert der Signale von den, an die Drehachse befestigten Wegaufnehmer für die tatsächliche Spalte h-IST, andererseits, Signale für die vorgewählt zulässige Spalte h-SOLL, erhält.

Beim Überschreiten einer bestimmten Differenz zwischen beiden Signalen, also einer Über- oder Unterschreitung einer bestimmten Spalte wird über einen Verstärker ein Stellglied, z. B. ein Elektromotor, für die Vergrößerung oder Verkleinerung der Spalte (a) so lange aktiviert, bis h-IST, h-SOLL erreicht.

Weitere Verbesserungsmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der Zeichnung erkennbar; dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht des verbesserten Fahrzeugs

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der verbesserten Ausgabevor richtung und Rüttelwalze

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Regelvorgangs für die Spalte h-SOLL.

Man erkennt in Fig. 1, ein lenkbares Reparaturwerkzeug 1, das an seinem Vorderbau 2 mehrere Heizvorrichtungen 3 und 4 aufweist; zwischen den Heizvorrichtungen 3 und 4 ist die Aufkratzeinrichtung 5, zum Ober flächenaufkartzen der vorgewärmten, teilweise beschädigten Fahrbahn deckenschicht; weiterhin erkennt man eine Ausgabevorrichtung 6 (gefüllt mit erhitztem Asphalt oder ähnlichem Füllmaterial), dahinter ein Verdichtungswerkzeug 7 und ein, unabhängig von Ausgabevorrichtung 6, höhenverstellbares Abziehwerkzeug 8 und in unmittelbarer Nähe eine Rüttelwalze 22.

Im rückwärtigen Teil des Fahrzeugs ist der Antriebsmotor und die Gas flaschen zur Versorgung der Heizvorrichtungen 3 und 4, untergebracht. Bei Anwendung einer Neu-Beschichtung ganzer Straßendecken können die Heizvorrichtungen 3 und 4, die Aufkratzeinrichtung 5 außer Betrieb gesetzt werden.

Wie, insbesondere die vergrößerte Darstellung in Fig. 2 zeigt (erfindungs gemaße Erweiterungen und Verbesserungen), ist hinter dem Abzieh werkzeug 8 ein Verdichtungswerkzeug, insbesondere eine Rüttelwalze 22 mit kleinstmöglichem Abstand zu dem Abziehwerkzeug 8 vorgesehen. Diese Rüttelwalze 22 ist mit einem Vibrationserregersystem ausgestattet, welches auf das zu verdichtende bituminöse Material eine ausgewogene dynamische Schub- und Druckspannungskombination soweit ausübt, daß es seinen Kontakt auf dem zu verdichtendem Material nicht verliert. Durch einen (zeichnerisch nicht dargestellt) ein- und ausschaltbaren Antriebsmotor kann, je nach Anwendungsgegebenheiten orientiert die Rüttelwalze antreiben.

Parallel dazu ist die Ausgabevorrichtung 6, in Verbindung mit Abzieh werkzeug 8, wie folgt verbessert:
Abziehwerkzeug 8 mit Rückwand 20 der Ausgabevorrichtung ist fest verbunden und an den Seitenwänden 19 der Ausgabenvorrichtung 6 so gelagert, daß es in vertikaler Richtung mit Zentel-Millimeter-Genauigkeit verstellbar ist. Dieser Verstellvorgang kann z. B. mit einem Elektromotor 33 (zeichnerisch nicht dargestellt) vorgenommen werden.

Vor dem Beginn der Reparaturarbeiten/Neu-Beschichtung ganzer Straßendecken, gemäß gesicherter Erfahrungen und in Abhängigkeit der Korngröße und Kornverteilung des Füllmaterials, wird zwischen dem Abziehwerkzeug 8 und der unbeschädigten Fahrbahndecken/zwischen dem Abziehwerkzeug 8 und dem geforderten Niveau der neuen Fahrbahndecke, eine Spalte (a) mit wenigen Millimetern eingestellt. Diese eingestellte Spaltgröße (a) entspricht in etwa, volumenmäßig, den Luftanschlüssen, in der noch weiter zu verdichtenden Fläche, die sich zwischen dem Abziehwerkzeug 8 und der Rüttelwalze 22 befindet. Nach dieser Grundeinstellung des Abziehwerkzeugs 8 ist eine Korrektur der eingestellten Spalte (a) nur dann notwendig, wenn z. B. bei Reparatur arbeiten, zwischen Rüttelwalze 22 und unbeschädigter Fahrbahndecke, die tatsächliche Spalte h-IST größer oder kleiner als die vorgewählte, zulässige Spalte h-SOLL ist, die in etwa im Zehntel-Millimeter-Bereich liegt.

Für die kontinuierliche Messung der tatsächlichen Spalte h-IST sind zwei Wegaufnehmer 25 so an die beiden Seiten der Drehachse 24 der Rüttel walze 22 mit Befestigungselementen 26 befestigt, so daß beide Wegauf nehmer 25 senkrecht zu der zu reparierenden oder neu zu beschichtenden Fahrbahn positioniert sind; diese Position wird beibehalten. Andererseits sind diese beiden Wegaufnehmer 25 elektronisch so geschal tet, daß ein kontinuierlich, arithmetischer Mittelwert der Messignale ermittelt wird.

Fig. 3 zeigt eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsmäßigen Fährzeuges mit einem Regelvorgang, die die Erreichung und Einhaltung des h-SOLL sichert. Dieser Regelkreis weist ein Vergleichelement 31 auf, das einerseits ein arithmetisches Mittel der Signale von den, an die Drehachse 24 befestigten, Wegaufnehmern 25 für die tatsächliche Spalte h-IST, andererseits Signale vom Soll-Wert-Geber 30, der zur Einstellung des h-SOLL dient, erhält.

Bei Überschreiten einer bestimmten Differenz zwischen beiden Signalen, also eines bestimmten Über- oder Unterschreitens der Spaltgröße, wird über ein Verstärker 32 ein Stellglied 33, z. B. ein Elektromotor für die Vergrößerung oder Verkleinerung der Spalte (a) so lange aktiviert, bis die tatsächliche Spalte h-IST mit eingestellter Spalte h-SOLL übereinstimmt.

Man erhält damit eine automatische Anpassung für die Erreichung einer homogenen und vorgeschriebenen Verdichtung und noch dazu, bei Reparaturarbeiten, einen bündigen Anschluß an den unbeschädigten Fahr bahndecken und bei Neu-Beschichtung ganzer Straßendecken ein vorge schriebenes Niveau und Schichtdicke.

Claims

1. Fahrzeug zur Reparatur von beschädigten Fahrbahnen (z. B.: Löcher, Spurrillen, unzulässige Unebenheiten) durch Ausgleichen mit einem vorgeschriebenen Füllmaterial (Asphalt oder dergleichen), bestehend aus einer Erhitzungs-und Aufreißeinheit (3, 4, 5), einem dahinter angeordneten Verdichtungswerkzeug (7) sorgt für die Vorverdichtung des Ausgleichs- und Aufkratzmaterials, auf einem Niveau, das höher liegt als die unbeschädigte Fahrbahndecke; hinter dem Verdich tungswerkzeug (7) ist ein, zur Fahrtrichtung quer, horizontal schwingen des Abziehwerkzeug (8) angebracht, dadurch gekennzeichnet,
daß das Abziehwerkzeug (8) mit Rückwand (20) so an den Seitenwänden (19) der Ausgabevorrichtung (6) in vertikaler Richtung, unabhängig von der Ausgabenvorrichtung (6), verstellbar gelagert ist, daß die Grundein stellung der Spalte (a) in etwa dem Luftabschlußvolumen zwischen Abziehwerkzeug (8) und Verdichtungswerkzeug (22) entspricht;
Spaltengröße (a) paßt sich automatisch in einem Regelvorgang, bei Reparaturarbeiten, an, so daß zwischen Verdichtungswerkzeug (22) und unbeschädigter Fahrbahndecke, bei Neu-Beschichtung ganzer Straßen decken, zwischen Verdichtungswerkzeug (22) und gefordertem Niveau der neuen Fahrbahndecke, eine zulässige u./o. gewünschte Spalte h-SOLL erreicht und sicher gestellt wird.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbreite des Verdichtungswerkzeugs (22), der Arbeitsbreite plus dem Schwingweg des Abziehwerkzeugs entspricht und anwend ungsabhängig, geteilt hergestellt werden kann.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungswerkzeug (22) eine hochfrequenten Druck- und Schubspannungskombination auf das zu verdichtende Material ausübt und seinen Kontakt zur Fahrbahndecke behält.

4. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungswerkzeug (22) als eine Rüttelwalze ausgebildet ist und für die Fahrfunktionsübernahme angetrieben wird.

5. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Abziehwerkzeug (8) und dem Verdicht ungswerkzeug (22) kleinstmöglich gehalten wird.

6. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Vergleichselement (31) aufweist, das einerseits einen arith metischen Mittelwert der Signale von den, an die Drehachse (24) befestigten Wegaufnehmer (25), für das tatsächliche h-IST, andererseits Signale vom Soll-Wert-Geber (30), das zur Einstellung des h-SOLL dient, erhält und das bei Überschreiten einer bestimmten Differenz zwischen beiden Signalen, also ein bestimmtes Über-und Unterschreiten der Spalte, wird über einen Verstärker (32), ein Stellglied (33) für die Vergrößerung oder Verkleinerung der Spalte (a) so lange aktiviert, bis h-IST, h-SOLL erreicht.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (33) für die vertikale Verstellung der Rückwand (20) der Ausgabevorrichtung (6), an den beiden Seitenwänden (19) der Ausgaben vorrichtung befestigt ist.

8. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässige und gewünschte Spalte h-SOLL, durch einen Soll-Wert- Geber (30) einstellbar ist.

9. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wegaufnehmer (25) an den beiden Seiten der Fahrachse (24) der Verrichtungswalze (22) mit Befestigungsvorrichtungen (26) senkrecht zur Fahrbahndecke verankert sind; diese Position wird beibehalten.