DE19848655A1

DE19848655A1 - Sanierung von Festen Fahrbahnen

Info

Publication number: DE19848655A1
Application number: DE19848655A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kolb; Hermann Theil
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: DE19848655B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung von Setzungen des Untergrundes von Festen Fahrbahnen. Im Gegensatz zu bisherigen Verfahren sieht die Erfindung vor, zunächst definierte Grenzflächen zwischen oder innerhalb der Schichten der Festen Fahrbahn zu schaffen und dann den von diesen Flächen begrenzten Raum zu verfüllen, oder sogar vermehrt Material aus der Festen Fahrbahn oder aus dem Untergrund unter der Festen Fahrbahn auszutragen und damit einen vergrößerten Arbeitsraum zu schaffen, der nach dem Justieren der Festen Fahrbahn oder zum Zwecke der Justierung selbst verfüllt wird. Die Fahrbahn muß bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dann nicht oder kaum über die Sollhöhe angehoben werden und es treten keine Probleme wegen der Verfüllung schmaler Hohlräume auf. DOLLAR A Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung basiert auf den bekannten Planumsverbesserern des altbekannten Schoterbettes. Es wird jedoch nicht nur das Gleis mit den Schwellen angehoben, um nachher neu unterfüttert zu werden, sondern die gesamte Tragplatte, bevorzugt samt HGT (hydraulisch gebundener Tragschicht). Zusätzliche Fräsen oder Messerbalken können bei der Trennung der Schichten der Festen Fahrbahn helfen und gleichzeitig auch die definierten Grenzflächen erzeugen, die einen Raum definieren, der durch abbindendes (z. B. Beton) oder nicht abbindendes Material (z. B. Sand) als Ausgleichsschicht später maßgenau aufgefüllt wird. DOLLAR A In einem anderen Ausführungsbeispiel wird mittels einer Seilsäge ...

Description

Technisches Gebiet

Um den Schienenverkehr attraktiver zu machen, werden die Geschwindigkei ten der Züge ständig erhöht. Der klassische Schottergleisbau stößt dabei an seine Grenzen, denn bei der Auslegung auf Hochgeschwindigkeitszüge wer den die Wartungsintervalle aufgrund der hohen Belastungen auf den Schot ter und der geforderten genauen Lage der Gleise kurz. Seit einigen Jahr zehnten geht daher die Tendenz zu sogenannten schotterlosen Oberbauten, auch Feste Fahrbahnen genannt, die längere Wartungsintervalle aufweisen. Schwierigkeiten bereitet dabei aber immer noch die zwar seltene, aber doch erforderliche Sanierung der Festen Fahrbahnen bei Setzungen des Unter grundes.

Die Erfindung betrifft nun Verfahren und Vorrichtungen zur Sanierung von Festen Fahrbahnen durch Einbringen ausgleichenden Materials unter oder in den zu sanierenden Fahrbahnkörper.

Stand der Technik

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, Absenkungen Fester Fahrbahnen zu beseitigen und entstandene Hohlräume unter Festen Fahrbahnen wieder aufzufüllen, ohne die Fahrbahn als ganzes zu entfernen oder aufzubrechen. Allen diesen Verfahren ist dabei gemein, daß sie die Fahrbahn anheben und den dadurch entstehenden Spalt darunter verfüllen, oder daß sie unter die Fahrbahn Material einpressen und sie dadurch wieder anheben.

So ist z. B. aus der DE 42 01 108 C2 ein Verfahren bekannt, welches es er laubt, eine endlose Betonfahrbahn aufgrund ihrer hinreichenden Elastizität in einem zu sanierenden Bereich anzuheben und dort zu unterfüllen. Für diesen Zweck weist die Betonfahrbahn entweder Aussparungskammern auf, in die hydraulische Pressen eingesetzt werden, oder die Anhebung erfolgt mittels Quertraversen.

Eine vollständige direkte Verfüllung der unregelmäßigen, sich aus schmalen und verwundenen Kanälen zusammensetzenden Hohlräume unter der Fe sten Fahrbahn, wie sie beim Anheben oder Einpressen des Verfüllgutes ent stehen, ist nun aus physikalischen Gründen schwierig: So kann man für die Füllgeschwindigkeit V/t (Volumen pro Zeit) der schmalen Hohlräume in erster Näherung das Hagen-Poiseuille'sche Gesetz heranziehen:

Dabei ist V/t der Volumenfluß einer Flüssigkeit mit der Viskosität η pro Zeiteinheit (Stromstärke), und Δp der Druckabfall über die Länge l eines Roh res mit Radius R. Bei Abnahme des Radius auf 1/10 des Anfangswertes ver ringert sich somit die Fließgeschwindigkeit auf 1/10000!

Erschwerend für den Füllvorgang kommt noch hinzu, daß die meisten Ver füllgüter (z. B. Beton) thixotrop sind, d. h., ihre Viskosität hängt stark von der Fließgeschwindigkeit ab! Das bedeutet, daß bei enger werdendem Quer schnitt der zu verfüllenden Kanäle die abnehmende Fließgeschwindigkeit die Viskosität exponentiell emporschnellen läßt, sobald eine bestimmte Ge schwindigkeit unterschritten wird. Feinste Kanäle sind somit so gut wie nicht verfüllbar und wirken nur wie ein Sieb, in das noch Wasser eindringen kann, wohingegen die festen Bestandteile früh steckenbleiben. Diese feinen nicht verfüllten Räume bilden wiederum Schwachstellen für künftige Ausspülungen und Senkungen.

Die DE 196 31 430 A1 vermeidet daher die Verwendung thixotroper zäher Substanzen, indem sie Sand, welcher in dünnflüssigem Wasser als Träger material verteilt ist, einspült. Die Steuerung des Verfahrens ist aber relativ aufwendig, da das Wasser die Fahrbahn anhebt und die Fahrbahn sich erst nach Beendigung des Einspülens auf den abgelagerten Sand absetzt. Für die Sanierung des konventionellen Schotterbaus ist es bekannt, die Schienen samt Schwellen an neu zu unterfütternden Stellen anzuheben und den lockeren Schotter dort auszutauschen und auch ein neues Plan um ein zufügen. So sind z. B. von verschiedenen Firmen auf den Gleisen verfahrba re Planumsverbesserer im Einsatz. Dies eignen sich jedoch nicht für Feste Fahrbahnen.

Im folgenden sind die Nachteile der bekannten Verfahren zur Sanierung Fe ster Fahrbahnen zusammengefaßt:

1. Viele Verfahren basieren auf einem Trennverfahren, das zufällige, in Lage und Form nicht definierte Trennschichten zurückläßt, z. B. durch Spalten und Reißen.
2. Trennverfahren, die in der Lage wären, die erforderlichen oft sehr hohen Trennkräfte (resultierend aus den Verbundkräften zwischen den Schich ten) aufzubringen, sind oft ungeeignet, da diese Kräfte nicht beherrscht werden könnten und der Bahnkörper bzw. die Schichten selbst teilweise oder ganz zerstört würden.
3. Setzungsausgleich durch Verpressen eines zuvor erzeugten Spaltes führt infolge des im allgemeinen erforderlichen hohen Verpreßdrucks und des relativ dazu geringen Eigengewichtes der Fahrbahn zu unkontrollierbaren Hebungen, so daß die Gleissollage zerstört wird.
4. Setzungsausgleich durch Verpressen ohne Spalt nutzt die aus den hohen Drücken resultierenden Auftriebskräfte zur Hebung der Fahrbahn und somit zum Setzungsausgleich aus. Leider kann die Druckausbreitung nicht ausreichend kontrolliert werden, so daß das Verfahren nur sehr ungenau arbeitet und die neue Gleislage eher ein Zufallsprodukt ist.
5. Die für die Verfahren geltenden physikalischen Gesetze ergeben für die Verfahren in der Regel gerade beim Einsatz im engen Spalt die schlech testen Bedingungen, während im hohen Raum ideale Voraussetzungen gegeben wären. D.H., alle Verfahren quälen sich im engen Spalt. Beson ders gilt dies für dickflüssige thixotrope Materialien wie Beton.
6. Planumsverbesserungsmaschinen des Schotterbaus können bei der Schaffung des Arbeitsraumes die hohe Elastizität des Gleisrostes ausnut zen, indem sie diesen mühelos 1 Meter anheben. Dies ist bei Festen Fahrbahnen aufgrund der hohen Biegesteifigkeit nicht möglich.
7. Planumsverbesserungsmaschinen des Schotterbaus tauschen Ober- und Unterbaumaterial aus, wobei der Ablauf praktisch einer Neuverlegung des Gleises entspricht. In jedem Fall muß das Gleis nach Einbringen des neu en Materials nachträglich ausgerichtet, gestopft, vermessen und nachge stopft werden. Es ist nicht möglich, den Schotter um das bereits neu aus gerichtete Gleis herum auszutauschen, zu erneuern und zu verdichten. Ein definierter Austausch bzw. eine definierte Erneuerung ist nicht mög lich.
8. Viele Verfahren (z. B. Injektionen) arbeiten langsam, sind teuer und können oft nicht automatisiert werden.
9. Viele Verfahren können nicht wirklich gesteuert werden. Die Beeinflußbar keit endet an der Oberfläche der Festen Fahrbahn, was darunter passiert ist Zufall (z. B. beim Verpressen).
10. Bei vielen Verfahren müssen bereits beim Errichten der Fahrbahn Vor kehrungen für den nur eventuell eintretenden Sanierungsfall getroffen werden (Hebenischen, Verpreßschläuche, Trennschichten).

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Füllprobleme, die beim Ein bringen von Material unter die Feste Fahrbahn zum Zwecke der Sanierung auftreten, zu vermeiden und somit Ausgleichsschichten ohne Fehler und Schwachstellen schaffen zu können.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebe nen Merkmale gelöst. Spezielle Ausführungen finden sich in den Unteran sprüchen.

Die Erfindung sieht hierzu vor, zunächst die Schichten der Festen Fahrbahn mit mechanischen Mitteln dergestalt aufzutrennen, daß definierte Grenzflä chen gebildet werden, bzw. bei größerem Materialaustrag Räume, die später einfacher wieder verfüllt werden können. Die Fahrbahn muß dann nicht oder kaum über die Sollhöhe angehoben werden und es treten keine Probleme wegen der Verfüllung schmaler unregelmäßig geformter Kanäle auf.

In einem ersten möglichen Ausführungsbeispiel wird die Tragplatte an den betreffenden Stellen angehoben und dabei die Feste Fahrbahn vom Unter grund getrennt.

(Feste Fahrbahnen weisen einen schichtartigen Aufbau auf, z. B. den folgen den: auf Erdreich folgt eine kaum zusammenhängende Frostschutzschicht, dann eine sogenannte hydraulisch gebundene Tragschicht (HGT), darüber dann ein armiertes Betonband, die Tragplatte, auf dem sich Schwellen mit Schienen befinden können oder auf entsprechenden Auflagern direkt die Schienen. Gemeinhin wird der Begriff Feste Fahrbahn für die Gesamtheit der Schichten von der HGT ab aufwärts verwendet. Die Frostschutzschicht ist dann bereits ein Teil des Untergrundes. Das im folgenden zu beschreibende Verfahren ist nun am zweckmäßigsten zwischen der HGT und der Frost schutzschicht einsetzbar, obwohl es, wenn auch mit größerem Aufwand, auch zwischen armiertem Betonband und HGT einsetzbar wäre).

Das Auftrennen der Schichten (bevorzugt also Betonfahrbahn und HGT) un ter Ausbildung definierter Grenzflächen kann z. B. durch Spalten mit einem Keil in Fortschrittsrichtung der Sanierung erfolgen, eventuell mit Unterstüt zung der Trennung oder auch ausschließlich durch Trennung mittels Räum ketten, Bandsägen, Stichsägen, Wasserstrahl oder ähnlichem. Alle diese Verfahren schaffen definierte Grenzflächen (im Gegensatz zu bisher ge bräuchlichen Sanierungsverfahren) und alle tragen mehr oder weniger auch Material ab. (Auch der Keil alleine trägt schon ab, denn es wird die obere fe stere Schicht von noch an hängenden Teilen der unteren Schicht befreit, wo durch eine glattere Fläche entsteht).

Um nun ausreichend Arbeitsraum für spätere Schritte zu erhalten, wird dabei in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens eine der Schichten, bevorzugt die untere (weniger feste), verstärkt abgetragen. Es kann aber natürlich auch der Verbindungsbereich der beiden Schichten räumlich abge tragen werden.

Dadurch, daß Material abgetragen und dadurch Arbeitsraum geschaffen wird, braucht man die obenliegende Feste Fahrbahn weniger anzuheben. Dies ist von großem Vorteil, da der angehobene Betonkörper nur eine eingeschränk te Elastizität aufweist. Herkömmliche Hebe- und Sanierverfahren erzeugen hingegen bei bruchfreier Anhebung nur winzige und chaotisch geformte Zwi schenräume, die schwer zu verfüllen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt daher auch, sehr kleinräumige Setzungen zu sanieren.

Bei Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es sogar möglich, die Feste Fahrbahn überhaupt nicht, oder nur sehr geringfügig, über das spätere Sollmaß anzuheben, nämlich dann, wenn nachher mit einem setzungsfreien Material verfüllt wird, z. B. mit verdichtetem Beton, das plastisch selbstan schmiegend ist und daher keiner Oberflächenbearbeitung bedarf.

Um das Auftrennen der entscheidenden Schichten einer Festen Fahrbahn im Falle einer späteren Sanierung zu verbessern, kann auch schon bei ihrer Herstellung eine Sollbruchstelle, z. B. eine Trennfolie oder eine nicht oder nur schwach gebundene Schicht (z. B. Sand), eingebaut werden. Eine Trenn schicht wiese dabei bevorzugt eine Schichtdicke von etwa 2 bis 5 Zentime tern auf.

Das Anheben der oberen abgetrennten Schichten erfolgt im angeführten Ausführungsbeispiel durch Gleiten oder Rollen über eine schiefe Ebene. Es können hierzu Gleitmittel eingepreßt werden, z. B. auch schon im spaltenden Keil. Ein Anheben an den Schienen ist ungünstig wegen des an hängenden großen Gewichtes der Festen Fahrbahn.

In den entstandenen Arbeitsraum wird nun die berechnete Menge Verfüllma terial maßgenau z. B. durch Gurte, Schnecken, durch Blasen, Spülen, Sprü hen oder Leitbleche eingebracht. Das Verfüllmaterial kann ungebunden blei ben oder durch Zusatz von Bindemitteln (hydraulisch oder auf Kunststoffba sis) verfestigt werden. Die Verdichtung erfolgt z. B. durch Walzen und Rütteln, das Nivellieren mit Abziehbohle oder Hobel. Die Oberfläche kann dann mit Klebermaterial besprüht werden. Als Verfüllgut eigenen sich z. B. Sand, Kies. Splitt, Bitumen, oder aufbereitetes Material aus der Auftrennung. Nach der Herstellung der Ausgleichsschicht senkt man die Fahrbahn ab. Durch Rütteln der Fahrbahn, z. B. mit Außenrüttlern, kann nachverdichtet werden und eine bessere Verbindung der vereinigten Flächen erzielt werden. Der Setzungsausgleich wird kontrolliert.

Es kann auch ohne starkes Anheben über die Sollage und späteres Absen ken Material unter eine ungefähr in Sollage befindliche Feste Fahrbahn ein gebracht werden. Außenrüttler übernehmen dabei die Verdichtung des Mate rials während der Verfüllung. Besonders einfach ist dies bei aushärtenden Massen, z. B. Beton. Da die Last der Festen Fahrbahn allerdings noch nicht auf dem sanierten Untergrund aufliegt, ist es besser einen erfahrungsgemä ßen Wert von einigen Millimetern über die Sollhöhe anzuheben, der dann nach Entfernen der anhebenden Mittel durch das Gewicht der Festen Fahr bahn niedergedrückt wird.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen, diskontinuierlichen, Verfahren zur Sa nierung Fester Fahrbahnen handelt es sich in diesem beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel um ein kontinuierliches Verfahren, bei dem ein zu sanierender Streckenabschnitt von einem Sanierungsgerät kontinuierlich überfahren wird. Das heißt natürlich nicht, daß das Sanierungsgerät nicht auch manchmal kei ne Fortbewegung ausführt. Wesentlich ist, daß für jeden Fahrbahnabschnitt, der am Anfang des Gerätes aufgetrennt und angehoben wird, am Ende des Sanierungsgerätes auch wieder ein Fahrbahnabschnitt auf die Unterfüllung abgesenkt wird, bzw. nur unterfüllt wird, wenn nur auf Sollhöhe angehoben wurde. (Interessanterweise ähnelt das Vorgehen der Maschine dabei einem Vorbild in der Natur, nämlich der Reparatur der Erbsubstanz DNA in den Kör perzellen, bei denen ein Reparaturenzymkomplex an der DNA kontinuierlich entlanggleitet, deren Stränge vorne trennt, repariert, und dann die alte Konfi guration hinten wieder herstellt.)

Das Verfahren kann weitgehend automatisiert werden, z. B. ist folgender Ab lauf denkbar:
Ein Meßwagen fährt vor dem Ausgleich über die zu sanierende Strecke, ein in Fahrbahnnähe angebrachter Drucker druckt im Tintenstrahlverfahren in kurzen Abständen als Barcode verschlüsselt die Ist- und Sollhöhe an der be treffenden Position auf die Betonoberfläche der Festen Fahrbahn. Detekto ren an der Setzungsausgleichsmaschine können dann beliebig oft an jeder Stelle diese Werte ablesen. Diese können dann für den aktuellen Ausgleich, d. h. die Steuerung der Nivellier- bzw. Abzugsbohle in Zone III (siehe Fig. 1) und die Dosierung des Verfüllmaterials ausgewertet werden.

Zusammengefaßt weist das erfindungsgemäße Verfahren u. a. die folgenden Vorteile auf:

1. Materialaustausch kann in Gleissollage stattfinden, so daß ein nachträgli ches Ausrichten entfällt.
2. Das beim spanenden Trennen erzeugte Verfüllmaterial kann aufbereitet und sofort wiederverwendet werden.
3. Bei Verwendung geeigneter Materialien (z. B. Sand, Kies) ist eine sofortige Tragwirkung gegeben.
4. Brüchige Schichten sind problemlos, da keine Trennkräfte erforderlich sind und die Schichten gestützt werden können.
5. Das Verfahren kann in und zwischen jeder beliebigen Schicht, theoretisch noch am Fuße des Bahndammes, eingesetzt werden.
6. Die Maschine kann sich auf Raupen oder Hilfsgleis auf dem Bahnkörper und/oder auf dem Gleis selbst bewegen.
7. Die einzelnen Verfahrensschritte können so angelegt werden, daß sie im mer unter direkter Sichtkontrolle durchgeführt werden.
8. Praktisch alle traditionell in verschiedensten Bereichen bekannten Trenn verfahren sind einsetzbar.
9. Die beim konventionellen Schotterbau beim Stopfen erprobten Meßverfah ren und Vermessungstechniken sind anwendbar.
10. Praktisch jedes Füllmaterial kann eingesetzt werden, wenn es eine sofort ausreichende Tragwirkung besitzt.
11. Die freie Wahl des Füllmaterials erlaubt eine gezielte Veränderung oder Einstellung des E-Moduls des Oberbaus.
12. Neue und zusätzliche Schichten können eingebaut werden, z. B. Trennfo lien, Entwässerungsschichten, Dämmatten zur Schwingungs- und Schall absorbtion, im Prinzip auch komplette Gleiströge.
13. Setzungen treten in der Regel immer wiederholt an den gleichen Stellen auf. So können für häufig zu sanierende Bereiche zusätzliche Maßnah men durchgeführt werden, z. B. Einbringen von Verpreßschläuchen, auf füllbaren Kissen.
14. Ein Setzungsausgleich kann, muß aber nicht erfolgen.
15. Ein Setzungsausgleich kann positiv oder negativ sein.
16. Das Verfahren kann kontinuierlich arbeiten und automatisiert werden.
17. Es ist kostengünstig in Einsatz und Entwicklung, da die Peripherie und Logistikkonzepte der konventionellen Planumsverbesserungsmaschinen weitgehend genutzt werden können.
18. Folien zur Abdichtung des Untergrundes können eingebracht werden. So könnte z. B. in einem ersten Sanierungsschritt eine Folie auf die Frost schutzschicht gelegt werden, so daß dann in Zukunft im Sandeinspülver fahren verfüllt werden kann, da das Spülwasser dann nicht mehr versic kert.
19. Es können definierte Trennflächen in genau vorhersagbarer Lage und Position hergestellt werden, geneigt, eben, gewölbt, usw.
20. Die Maschine kann so gebaut werden, daß unterirdisch arbeitende Kom ponenten entweder von beiden Seiten oder von einer Seite her einge schwenkt und verriegelt werden können. Bei entsprechendem Aufbau muß der An- und Ausfahrbereich nicht speziell vorbereitet werden, wenn die Trennvorrichtung zum Einführen unter die Fahrbahn mitbenutzt wird (z. B. zwei von den Seiten her wie Klappmesser einschwenkende Ketten sägen, die dann mittig verriegelt werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht kein kontinuierliches Anheben und Unterfüttern vor, sondern zuerst ein ab schnittsweises Aufsägen der Schichten der Festen Fahrbahn, bevorzugt mittels einer Seilsäge (Seilsägen haben einen Durchmesser von etwa 1 Zen timeter). Dies kann vor dem Einjustieren der Sollage geschehen oder erst nach dem Anheben auf Sollage. Seilsägen haben den Vorteil, noch an den unzugänglichsten Stellen einsetzbar zu sein, auch um Ecken herum. Bevorzugt ist das Aufsägen vor dem Anheben, da sich die Schichten dann nur an der Schnittstelle und nicht chaotisch irgendwo im Untergrund auftren nen. Weiterhin sind keine externen Hebevorrichtungen nötig, wenn die Fahr bahn durch den Einpreßdruck des Verfüllmaterials, welches in den Spalt ein gepreßt wird, angehoben wird.

Das Anheben ist als iterativer Prozeß möglich, bei dem in mehreren Durch gängen der bis zu mehreren hundert Metern lange Bereich nivelliert wird. Der große Vorteil dieser Ausführungsvariante ist die Sanierung unter rollendem Rad: Es treten keine Sperrpausen auf!

Das Auftrennen geschieht bevorzugt zwischen HGT und Frostschutzschicht, die fast ungebunden ist und daher sehr leicht entfernt wird, ohne großen Verschleiß an der teuren Seilsäge hervorzurufen.

Eine spezielle Ausführung des Verfahrens sieht dann vor, mittels Rahmen, oder zwischen zwei schützenden Blechen, die quer zur Trasse durch den entstehenden Schlitz geführt werden, kissenartige Objekte einzubringen, die nach Entfernen der Rahmen/Bleche in dem Schlitz verbleiben und dann mit Verfüllgut aufgefüllt werden. (Das Einbringen zwischen zwei Blechen verhin dert ein Aufreißen der Kissen. Zum Entfernen der Bleche werden die Bleche, die bevorzugt an ihrer Ziehkante verbunden/zusammengeklemmt sind, gezo gen, während das Kissen von hinten festgehalten wird.) Die Kissen, die z. B. aus einem starken Folienmaterial, aber auch einem Textil (Vlies oder Gewe be) oder hohlen Blechkörper bestehen können, haben den Vorteil, daß bei ih rer Verfüllung kein Verfüllmaterial in die Frostschutzschicht eindringen kann und dann deren Körnung verändert und Funktion beeinträchtigt. Dies wäre sonst nur dadurch zu verhindern, daß das gleiche, ein ähnliches oder ein gröberes Material als die Frostschutzschicht eingefüllt wird.

Das Kissen weist mindestens einen Einfüllstutzen auf, durch den das Material eingepreßt oder eingespült wird. Es ist sinnvoll, zusätzlich auch noch einen Auslaufstutzen vorzusehen, durch den überschüssiges Verfüllmaterial oder auch ein Trägermaterial des Verfüllgutes (z. B. Wasser bei Einspülungen von Sand) abfließen kann.

Die Gefahr der Verunreinigung der Frostschutzschicht ist nicht vorhanden, wenn zwischen Tragplatte und HGT aufgetrennt und verfüllt wird. In diesem Falle kann auch mit feinkörnigen Materialien oder, bevorzugt, aushärtenden breiigen Massen ohne Kissen verfüllt werden. Nachteil ist aber der höhere Verschleiß an der Säge. Durch das Verfüllen mit aushärtenden Massen wird erneut ein Verbund zwischen HGT und Tragplatte hergestellt.

Das Aufsägen geschieht bevorzugt abschnittsweise, damit der Spalt nicht so ausgedehnt ist, daß die Fahrbahn durchhängt und ein Einfädeln der Kissen nicht mehr möglich ist. Ansonsten müßte mit externen Mitteln angehoben werden, bevor das Kissen eingeführt wird.

Um die Seilsäge unter die Fahrbahn zu bringen, wird zuerst ein Loch durch die entsprechende Schicht gebohrt, durch welches das Seil in geöffnetem Zustand gefädelt wird. Durch ein zweites Loch in definierter Entfernung wird das Seil dann auf die Ursprungsseite der Fahrbahn zurückgeführt und wieder zum Ring geschlossen. Es ist auch möglich, das Seil oberhalb der Tragplatte aber noch unter den Schienen zwischen den Schwellen hindurch zurückzu führen, ohne daß der Bahnverkehr beeinträchtigt wird.

Die Seilsäge läuft über Umlenkrollen, die bewegt werden und dabei den Schnitt erzeugen (s. Fig. 5a). Wenn die Umlenkrollen weit genug auseinan der liegen, so ist es möglich, mit dem gleichen Seil gleich zwei Schnitte her zustellen (s. schematische Fig. 5b), wobei zwischen den zwei Schnittflächen eine Stütze verbleibt, die erst weggesägt wird, wenn die Fahrbahn bereits mit Füllkissen unterfüttert wurde. Das Verfahren läuft dann in etwa folgenderma ßen ab:

1. Sägen der Abschnitte A₁ und A_k (k ist eine ganze positive Zahl)
2. Einbringen der Füllkissen in A₁ und A_k
3. Sägen der Abschnitte A₂ und A_k+1
4. Einbringen der Füllkissen in A₂ und A_k+1

(2k-3). Sägen der Abschnitte A_k-1

und A_2k-2

(2k-2). Einbringen der Füllkissen in A_k-1

und A_2k-2

.

Damit ist der Streckenabschnitt beendet, alles aufgesägt und unterfüttert. (Fig. 5b zeigt als Beispiel den Fall für k=3).

Bei diesem Verfahren müssen nur anfangs zwei Löcher gebohrt werden, dann arbeitet sich die Säge sukzessive den Bahndamm entlang, bis der weiter zurück liegende Sägebereich den schon mit Kissen unterfütterten Be reich des Bahndammes erreicht. Sollen längere Strecken unterfüttert werden, so muß die Säge in den neuen Abschnitt umgesetzt werden.

Die einzelnen Abschnitte A_k sind bevorzugt gleich groß. Eine sinnvolle Aus dehnung sind etwa 1 bis 2 Meter. Prinzipiell sind auch unterschiedlich große Abschnitte möglich, doch macht dies das Verfahren nicht einfacher! Es ist aber auch möglich, die Sägeschnitte nicht in einer Ebene, sondern in zwei nebeneinanderliegenden Abschnitten A_r und A_r+1 in zwei unterschiedli chen Höhen anzubringen, wobei sich die Abschnitte auch etwas überlappen können. Dann müssen allerdings für jeden Sägeschnitt neue Löcher gebohrt werden. Dieses Verfahren ist innerhalb der Frostschutzschicht nicht ausführ bar, da die Frostschutzschicht nicht oder kaum gebunden ist. Der höherlie gende Schnitt muß daher in der HGT liegen.

Fig. 5c zeigt schematisch als weitere Möglichkeit eine schlangenlinienartige Sägeseilführung, bei der noch mehr Sägeschnitte mit dem gleichen Seil zur gleichen Zeit durchführbar sind.

Es ist auch möglich, mit einer Seilsäge, aber auch mit einer anderen Säge, Fräse oder dergleichen, kontinuierlich die Fahrbahn aufzutrennen, so wie es im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Jedesmal, wenn ein Ab schnitt, der einer Kissenbreite entspricht, aufgetrennt wurde, wird dann ein solches Kissen eingezogen. Bevorzugt wird dabei gleich als Stütze für die Fahrbahn Verfüllmaterial in das Kissen eingebracht, so daß weiter gesägt werden kann.

Anstatt nur ein Kissen einzuziehen ist es auch möglich zwei oder mehr Kis sen übereinanderliegend einzuziehen. Dies erlaubt, zu späteren Zeitpunkten erneut eine Nachjustierung der Fahrbahn vorzunehmen, ohne erneut aufsä gen zu müssen. Es wird dann einfach das noch leere Kissen verfüllt. Bei nichthärtenden Verfüllmassen ist es allerdings auch möglich, mit nur einer Kissenlage auszukommen, da die Kissenwand dann nicht mit dem Verfüllgut verklebt.

In Gegenden, in denen keine Frostschutzschicht eingebaut wird, weil der sandige Untergrund eine solche darstellt, dient die Seilsäge der Entfernung von Unrauhigkeiten an der Unterseite der HGT. Ist diese sehr sorgfältig und an ihrer Unterseite plan hergestellt, so erübrigt sich der Einsatz einer Seilsä ge und es kann auf billigere Weise eine definierte Schicht unter der HGT ausgeräumt werden (Ausspülen, Absaugen, Ausblasen, Ausschaben, "Auslöffeln", . . .).

Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens weist den großen Vorteil auf, daß alle Arbeitsvorgänge von der Seite her erfolgen und die Schienen daher weiterhin, wenn auch mit geringerer Geschwindig keit, vom fahrplanmäßigen Verkehr befahren werden können.

Durch die seitliche Arbeitsweise ist es auch möglich, jederzeit durch die Ein füllöffnungen der Kissen wieder nachzujustieren, ohne dabei den Zugverkehr unterbrechen zu müssen.

Die Fig. 1 zeigt schematisch die Vorgehensweise bei der Sanierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der dargestellten Variante wird die Feste Fahrbahn über das spätere Sollniveau angehoben.

Im Abschnitt I findet der Trennvorgang der Schichten voneinander statt. Da bei wird bevorzugt Material von mindestens einer der zu trennenden Schich ten abgetragen.

Im Abschnitt II wird die Fahrbahn durch geeignete Mittel angehoben.

Im Abschnitt III wird das Füllmaterial als Ausgleich eingebracht und bearbei tet.

In Abschnitt IV wird die angehobene Fahrbahn wieder abgesenkt und mit der Ausgleichsschicht verbunden.

Fig. 2 zeigt beispielhaft als Mittel für die Schaffung zweier definierter Grenz flächen durch einfache Auftrennung ohne starken Materialabtrag von den zu trennenden Schichten ein keilförmiges Messer, das in Arbeitsrichtung vorge schoben wird.

Fig. 3 zeigt eine aufwendigere Ausführung eines solchen Messers, welches an seiner vordersten Kante unterstützende Hochdruckwasserstrahlen zum Aufschneiden erzeugt (selbstverständlich kann man dort auch eine Räumket te oder Seilsäge einbauen) und über Düsen Schmier- und Gleitmittel zwi schen Fahrbahn und Messer einleitet. An der Rückseite des Messerbalkens wird über Öffnungen Verfüllmaterial in den freigeräumten Raum eingebracht. Der in Arbeitsrichtung vorwärtsbewegte Messerbalken führt hier also sämtli che nötigen Funktionen der Zonen I bis IV aus. Dabei kann durch die Nei gung des Messerbalkens die Höhe des Setzungsausgleichs gesteuert wer den.

Fig. 4 ist die schematische Darstellung einer Gesamtausführungsform, bei der mittels einer Fräse oder Spaltsäge Material der zu trennenden Schichten ab getragen wird (hier beispielhaft der unteren weicheren). Die Abstützung er folgt in diesem Beispiel nicht an weiter vorn und weiter hinten liegenden Stellen der Festen Fahrbahn, sondern neben der Festen Fahrbahn. Der Übersichtlichkeit halber sind nur zwei auf Raupen verfahrbare Stützen ge zeigt. Eine bessere Stützung ergibt sich bei Verwendung von Stützen im Be reich der höchsten Anhebung der Fahrbahn.

Fig. 5a zeigt gemäß zweitem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens von oben betrachtet einen Längsschnitt in der Grenzschicht zwi schen HGT und Frostschutzschicht der Festen Fahrbahn, in der eine Seilsä ge einen definierten Schnitt erzeugt.

Fig. 5b zeigt die simultane Durchführung eines Doppelschnitts.

Fig. 5c zeigt die Seilführung bei der simultanen Durchführung eines Mehr fachschnitts.

Fig. 6 zeigt, wie ein auffüllbares Kissen zwischen zwei Blechen in den aufge sägten Spalt eingebracht wird. Die Bleche werden nachher alleine herausge zogen und das Kissen verbleibt vor Ort zur Verfüllung mit der benötigten Menge Füllmaterial.

Bezugszeichenliste

1

Tragplatte

2

Hydraulisch gebundene Tragschicht (HGT)

3

Ausgleichsschicht

4

Fräse

5

Halteplatten

6

Schnecke

7

Messer

8

Messerbalken

9

Düse (z. B. Wasserstrahldüse)

10

Schmierleitung

11

Schnecke/Verpreßbohrung

12

Verfüllbohrung

13

Verdichter

14

Abziehvorrichtung

15

Frostschutzschicht

16

Vorratssilo mit Verfüllmaterial

17

Steuerstand

18

Abstützung, verfahrbar (z. B. Raupe)

19

horizontaler Schnitt durch Grenzfläche zwischen HGT und Frostschutzschicht, bzw. zwischen Tragplatte und HGT, oder innerhalb einer dieser Schichten

20

durch Seilsäge erzeugte definierte Grenzfläche, bzw. definier ter Zwischenraum

21

Seilsäge

22

Umlenkrolle

23

Antriebsrolle

24

Abschnittsgrenze

25

verfüllbares Kissen

26

Doppelblech zum Einziehen des Kissens

25

in den Zwischen raum

20

Claims

1. Verfahren zur Korrektur der Lage von Festen Fahrbahnen durch Einbrin gen von Verfüllmaterial unter, zwischen oder in die Schichten einer Festen Fahrbahn, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen des Verfüllmaterials die Schichten der Festen Fahrbahn oder auch das Material innerhalb einer solchen Schicht mittels mechanischer Werkzeuge dergestalt aufgetrennt wird, daß definierte im wesentlichen ebene Grenzflächen entstehen, die einen zu verfüllenden Raum begrenzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftrennen ein Materialaustrag, be vorzugt in der weicheren Schicht, stattfindet, der auch schon ohne Anhe ben der Festen Fahrbahn einen Arbeitsraum für das spätere Verfüllen bietet.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freigelegte Arbeitsraum bevorzugt etwa 5 bis 100 Millimeter hoch ist.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaffung der definierten Grenzflächen bzw. des Arbeitsraumes durch Keile, Messerbalken, Seilsägen, Bandsä gen, Stichsägen, Spaltsägen, Fräsen, Räumketten oder/und Schneidstrah len erfolgt.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren von einem an der Festen Fahrbahn sich entlangarbeitenden Gerät ausgeführt wird, und dabei die folgenden Arbeitsschritte aufweist:

a) Auftrennen von mindestens zwei, die Feste Fahrbahn aufbauenden Schichten, bevorzugt der hydraulisch gebundenen Tragschicht (HGT) und der darunterliegenden Frostschutzschicht,
b) Anheben der abgetrennten Fahrbahn von der unteren Schicht,
c) Einbringen der für die spätere Sollhöhe notwendigen Menge Aus gleichsmaterial zwischen die angehobene Fahrbahn und die untere abge trennte Schicht,
d) Absenken der Fahrbahn auf die eingebrachte Ausgleichsschicht,
e) wenn nötig: Nachbearbeitung des Komposits aus Feste Fahrbahn und Ausgleichsschicht,
und daß für jeden Streckenabschnitt der Fahrbahn, der am Kopf des Ge rätes angehoben wird, ein Streckenabschnitt am Ende des Gerätes gleichzeitig abgesenkt bzw. unterfüllt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zwei definierten Grenzflächen und diese Grenzflächen im wesentlichen bedeckend mindestens ein auf füllbares Kissen, bevorzugt mehrere, die nebeneinanderliegen, einge bracht wird und dieses/diese Kissen mit so viel Verfüllmaterial verfüllt wird/werden, wie für die Aufrechterhaltung der Sollhöhe der darauf auflie genden Festen Fahrbahn erforderlich ist.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei übereinanderliegende Schichten aus auffüllbaren Kissen eingebracht werden, wobei die erste Schicht für die erste Nachjustierung, die weiteren Schichten für spätere Nachjustierungen bestimmt sind.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Kissen zwischen zwei Blechen oder innerhalb eines Rahmen liegend von der Seite durch den gesägten Schlitz eingezogen wird/werden und hernach die Bleche bzw. der Rahmen ohne Kissen wieder herausgezogen wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anheben der Fahrbahn gemäß Schritt 5b über die spätere Sollhöhe hinaus erfolgt (maximal so weit, wie es die elastische Verformbarkeit der Fahrbahn ohne Schaden zu läßt), wenn ein nicht aushärtendes Ausgleichsmaterial verwendet wird, welches an seiner Oberfläche nachbearbeitet werden soll, und daß das Anheben gemäß 5b nur bis zur Sollhöhe oder geringfügig (maximal etwa 5 Millimeter) darüber erfolgt, wenn im Schritt 5c ein Ausgleichsmaterial bereits verdichtet einge bracht wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgleichsmaterial verdichtbares Schüttgut, z. B. Sand, Kies, Splitt, aufgearbeitetes abgetragenes Material aus der Trennung gemäß Schritt 1a oder auch aushärtbares Material, z. B. Beton, Bitumen, verwendet wird.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens die obere aufgetrennte Grenzfläche mit Schmier-/Gleitmittel behandelt wird.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 und 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anheben gemäß Schritt 5b durch Glei ten oder Rollen über eine schiefe Ebene erfolgt oder über ein auf Rollen oder Gleitflächen gelagertes endloses Band.

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 und 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsmaterial durch Gurte, Schnecken, Blasen, Spülen, Sprühen oder durch Leitbleche unter die an gehobene Fahrbahn eingebracht wird, daß es, wenn dies durch das Ein bringen noch nicht der Fall, durch Walzen oder Rütteln verdichtet wird, und daß es, falls schlecht fließfähig, mit einer Abziehbohle oder Hobel ni velliert wird.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Ausgleichsschicht mit Kleber behandelt wird.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens die folgenden Bestandteile aufweist, wobei aber einzelnen Unteranteilen getrennt voneinander ein setzbar sein können und nicht miteinander verbunden sein müssen:

a) Trennvorrichtung für die Schichten
b) Hebevorrichtung für die aufgetrennte Fahrbahn
c) Eintragvorrichtung für Ausgleichsmaterial

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 und 9 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens die folgenden Bestandteile aufweist, wobei aber einzelnen Unteranteilen getrennt voneinander ein setzbar sein können und nicht miteinander verbunden sein müssen:

a) Trennvorrichtung für die Schichten
b) kontinuierliche Hebevorrichtung und Absenkvorrichtung für die abge trennte Fahrbahn, z. B. schiefe Ebenen
c) Eintragvorrichtung für Ausgleichsmaterial
d) Verdichtungsvorrichtung für Ausgleichsmaterial
e) Fortbewegungsmittel zum kontinuierlichen Bewegen entlang der Fahr bahn.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens die folgenden Bestandteile aufweist, wobei aber einzelnen Unteranteilen getrennt voneinander ein setzbar sein können und nicht miteinander verbunden sein müssen:

a) Seilsäge zum Trennen der Schichten
b) Verfüllbares Kissen
c) Eintragvorrichtung für Ausgleichsmaterial in das Kissen

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen mindestens einen Einfüllstutzen aufweist.

19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen mindestens einen Auslaßstut zen aufweist, oder aus einem für Wasser durchlässigen Material besteht.

20. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Hebevorrichtung für die Feste Fahrbahn aufweist.