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Markierungskörper für Verkehrsflächen und dergl.
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Die Erfindung betrifft Markierungskörper für Verkehrsflachen und dergl.
mit einem FUllstoff aus Glas und einem Bindemittel. Insbesondere befaßt sich die
Erfindung mit der Herstellung einer Fahrbahnmarkierung für Beton-Autobahnen.
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Auf Asphaltstraßen werden Leitlinien, Zebrastreifen und dergl. außer
durch Aufmalen dadurch aufgebracht, daß ein z.B. 20 mm tiefer Streifen herausgefräst
wird. In diesen Raum wird weiß eingefärbte Kunststoffmasse eingegossen. Diese Methode
ist jedoch auf Betonstraßen, also den Autobahnen, nicht möglich, da sich diese Kunststoffmasse
nicht ausreichend gut mit dem Beton verbindet und der Abrieb ungleich hoch ist -
bei dieser Kunststoffmasse höher als bei Beton.
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Zum Ausbessern von Löchern wird auf Autobahnen sogenannter Epoxydharz-Mtsrtel
verwendet, bestehend aus Quarzsand mit Epoxydharz als Bindemittel. Es wurde versucht,
denselben Mörtel zu verwenden, um auf Beton-Autobahnen Leitlinien in derselben Art
zu schaffen wie in der obengenannten Weise auf Asphaltstraßen aus weiß eingefdrbtem
Bitumen. Zu diesem Zweck wurde versucht, den Mörtel weiß einzufärben. Es hat sich
aber gezeigt, daß nach dem Abfahren der obersten Schicht überwiegend der Farbton
des Zuschlagstoffes ( Quarzsand ) herauskommt.
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Insgesamt wurden schon sehr viele Entwicklungen durchgefuhrt. Die
Problematik liegt darin, eine Markierungsmasse mit hoher Härte und Abriebfestigkeit
herzustellen, die trber auf Jahre hinaus ihre Weiß-Echtheit beibehält. Ferner wird
oft gewünscht, in die Markierungsmasse noch einen gewissen Anteil von Glasperlen
als Reflexkugeln einzubauen, um eine zusätzliche Lichtreflexion zu erhalten.
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Ausgehend von der Tatsache, daß ein Körper nur so hart und abriebfest
ist wie der Großteil seiner Zusammensetzung, wurden auf mehreren Grundlagen Entwicklungen
betrieben. Bei der einen charakteristischen Entwicklung wurde versucht, mit einem
hohen Anteil von weiß einpigmentiertem Kunststoff-Bindemittel dunkle Füllstoffe,
die als Griffigmacher und Abriebfestiger eingebaut sind, zu überdecken.
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Je höher der Anteil des weißen Kunststoff-Binde- wird, desto höher
muß aber seine Abriebfestigkeit sein, um eine zufriedenstellende Gesamtabriebfestigkeit
zu erhalten. Bestehende abriebfeste Kunststoffe sind aber fUr Fahrbahnmarkierungen
zu teuer.
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Die andere charakteristische Entwicklung geht von der Verwendung eines
weißen FUllstoffes aus. Es gibt genUgend weiße Füllstoffe, die aber eine ungenügende
Hörte aufweisen. In einem Kompromiß von weißen aber weichen FUllstoffen und harten
aber dunkleren Füllstoffen + Bindemittel wurden Markierungsmassen geschaffen, die
preislich günstig sind. Aufgrund der inneren Spannungen bei Wärme- und Kalteeinfluß,
sowie des hohen Abriebes des weichen, weißen Füllstoffes setzte sich diese Entwicklung
in der Praxis jedoch nicht durch.
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Bei einem bekannten Markierungskörper der eingangs genannten Art (
deutsche Auslegeschrift 2 208 983 ) ist ein Aufbau aus verschiedenen Schichten vorgesehen.
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Die Oberfläche soll härtere Füllstoffe haben als die Unterseite, z.B.
Quarzsand, Quarzsplitter, Glassplitter, Glaskügelchen, Carbide wie Siliziumcarbid,
Korund oder dergl., wobei Auswahlkriterium primär die Härte ist. FUr farbige Markierungen
ist der Zusatz weißer oder farbiger Pigmente oder Farbstoffe vorgesehen. Im übrigen
sollen, hauptsächlich in der unteren Schicht, als Füllstoffe Kalksteinmehl, Kreide,
Quarzkies und dergl. verwendet werden. Quarzkies hat aber eine gelbliche Färbung,
Kreide
und Kalksteinmehl eine niedrige Härte und somit eine geringe Abriebfestigkeit. Ferner
sind Kreide und Kalkstein Ablagerungsgestein, die infolge Frost, UV-Strahlen und
Industrieabgasen leicht verwittern.
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Bei einem anderen bekannten Markierungsbelag der eingangs genannten
Art ( deutsche Offenlegungsschrift 1 534 517 ) ist vorgesehen, als Füllstoff ein
hartkörniges Material, insbesondere Glasmehl oder Flintstein zu verwenden. Auswahlkriterium
ist also ebenfalls die Härte. Flintstein hat eine gelbliche bis dunkle Farbe. Um
eine weiße Masse zu erhalten, muß das Kunststoff-Bindemittel weiß und zu einem entsprechend
hohen Anteil vorhanden sein. Ferner wird vorgeschlagen, Glasperlen als reflektierenden
Zusatzstoff zuzusetzen, insbesondere aufzustreuen.
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Eine solche Beimischung von Glasperlen als Reflexperlen ist auch bei
anderen Markierungsmassen bekannt < deutsche Offenlegungsschrift 1 658 690 ).
Solche Reflexperlen sind jedoch infolge ihrer kugelförmigen Gestalt sehr schlecht
mit Bindemittel zu festigen. Durch Abrieb wird die Ummantelung auf der Oberseite
abgefahren. Sind die Glasperlen nun nicht in einer harten und reißfesten Schicht
eingebettet, so werden sie leicht aus dem Rest der Ummantelung herausgerissen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Markierungskörper
der eingangs genannten Art zu schaffen, der hinsichtlich seiner Härte, Abriebfestigkeit,
Witterungsbeständigkeit, Farbechtheit und ferner seiner Fähigkeit, eingebaute Reflexperlen
zu festigen, besonders für hoch beanspruchte Fahrbahnmarkierungen auf Betonautobahnen
geeignet ist.
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In Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß als Füllstoff durchgehend und zum überwiegenden Teil im wesentlichen farblose
und im wesentlichen klar durchsichtige Glaspartikel verwendet sind, und zwar vorzugsweise
im wesentlichen ein Partikelkollektiv von 0,1 bis 3 mm - insbesondere von 0,2 bis
1,5 mm - Körnung. -Als besonders günstig hat sich ein Glaspartikelkollektiv von
80
bis 60 % Glassplittern von 0,2 bis 1,5 mm Körnung und von 20 bis 40 % Glas partikeln
von 0 bis 0,2 mm Körnung erwiesen. Vorzugsweise besteht der Markierungskörper zu
10 bis 20 % aus Bindemitteln und zu 90 bis 80 % aus dem Glaspartikel-Füllstoff (
einschließlich einem eventuellen Zusatz an Reflex-Glasperlen).
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß farbloses und im wesentlichen
klar durchsichtiges Glas die Farbe der Ummantelung annimmt, so daß sich beim Abfahren
des Markierungskörpers der Farbton nicht ändert. Die Farbe des Markierungskörpers
ist also stets bestimmt durch die Farbe des Bindemittels. Insgesamt ergeben sich
durch die Erfindung folgende wesentliche Vorteile: - bei einer Ummantelung mit farbigem
Bindemittel gibt das erfindungsgemäße Glaspartikelkollektiv bei Abrieb der Oberseite,
wenn also nur noch eine Teilummantelung der obersten Glaspartikel vorliegt, an der
nicht ummantelten Flöche den Farbton des Bindemittels wieder, wobei sich gezeigt
hat, daß dies insbesondere für Glassplitter von 0,2 bis 1,5 mm Korngröße gilt. Bei
Korngröße von über 1,5 mm, also z.B. bei 3 bis 7 mm großen Glassplittern, leuchtet
das Glas zunehmend in einem eigenen weißglasigen Farbton. Ferner erhält farbloses
und durchsichtig es Glas in einer Partikelgröße von unter 0,2 mm, insbesondere Glasmehl,
dessen Korngröße zunehmend im allgemeinen von O90rgeht,/einen eigenen weißen Farbton
und wird verschmutzungsanföl 1 iger; - es wird die große Härte und Abriebfestigkeit
des Glasmaterials bei Partikelgröße von 0,2 bis 1,5 mm ausgenutzt; - die Glassplitter
können auch aus zerkleinertem Abfallglas bestehen, so daß der Füllstoff entsprechend
billig wird; - bei Verwendung von Glassplittern als gebrochenes Material wird durch
Rüttelverdichtung eine verdichtungswillige, eng verkeilte Markierungsmasse gebildet;
- es müssen nicht mehrere Sorten von Füllstoffen herangezogen werden, um einer seits
eine Weiß-Echtheit und andererseits eine hinreichende Hörte der Markierungsmasse
zu erzielen;
- durch nur eine Sorte von Füllstoffen können keine
inneren Spannungen durch Wärme oder Kälte entstehen; - durch die gute Verkeilung
der Glassplitter von 0,2 bis 1,5 mm und der ebenfalls großen Härte des weiteren
Anteiles des Glas-Fullmaterials von 0 bis 0,2 mm Korngröße sind eingebaute Reflexperlen
von einer sowohl harten als auch reißfesten Masse ummantelt. Bei einem Abbrieb der
Ummantelung auf der Oberseite weist die übrige Ummantelungsmasse noch so viel Reißfestigkeit
auf, daß ein Lösen der überwiegend kugelförmigen Reflexperlen aus ihrem Kugelbett
verhindert wird; - das Füllmaterial enthdlt keinen Eigenhohlraum, so daß der Markierungskörper
mit einem gesteuerten Hohlraumgehalt hergestellt werden kann; - der Kornaufbau und
der Bindemittelgehalt können in der Rezeptur so gesteuert werden, daß nach Verdichten
der Markierungsmasse auf 100 % der Verdichtungserwartung ein Hohlraumvolumen von
1 bis 3 Volumprozent erreicht werden kann; - der Glassplitteraufbau kann so gewählt
werden, daß der Anteil des Kunststoff-Bindemittels nicht überwiegend ist, daß also
überwiegend billiger Füllstoff verwendet werden kann.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
folgenden weiteren Erläuterungen und dem Ausführungsbeispiel.
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Glas in seiner Eigenschaft ist sehr hart, abriebfest und witterungsbeständig.
Erfindungsgemöß sollen aber nicht nur diese Eigenschaften ausgenutzt werden, sondern
die Glaspartikel sollen im wesentlichen farblos und klar durchsichtig sein. Klare
Glassplitter mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,5 mm haben eine geringe Eigenfarbbestimmung,
d.h. sie geben voll die Farbe der Umgebung wieder. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß
ausgenutzt. Für Fahrbahnmarkierungen wird eine z.B. möglichst
weiße
Farbgebung erwartet. Liegt die Farbe geschützt unter Glasmaterial, so können keine
Abriebe und Verunreinigungen an die Farbe gelangen. Erfindungsgemäß ist also wesentlich,
daß die Glaspartikel einerseits so klein sind, daß sie den Farbton des umgebenden
Bindemittels annehmen und in diesem Farbton leuchten, andererseits muß aber das
Glaskorn noch so groß sein, um einem Abrieb entgegenstehen zu können. Aus diesem
Grund wird zweckmäßigerweise ein Kollektiv vorgesehen von Glassplittern von 0,2
bis 1,5 mm Größe als abriebfester und farbübertragender Kornanteil und von Glaspartikeln
von 0 bis 0,2 mm Größe als hohlraumfüllender und ebenfalls - wenigstens zum Teil
- ebenfalls farbübertragender Kornanteil.
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Mechanisch zerkleinertes Abfallglas kann die Glassplitter ergeben.
Zur Verklebung von einzelnen Teilen müssen die Teile möglichst große Flachen im
Verhältnis zu ihrem Volumen besitzen, um möglichst viel Fläche zur Verklebung aufzuweisen.
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Keilspalten werden mit kleinen Teilen ausgefüllt. Bei dem erfindungsgemäßen
Glaspartikel-Kollektiv verkeilen sich große und kleine Teile gegeneinander und es
kommt zu einem günstigen Kornaufbaugerippe, das verdichtungswillig ist und durch
seinen großen Anteil von Klebeflächen genügend Klebemittel aufnimmt und somit eine
abbriebfeste Masse bildet. Glassplitter unter 0,2 mm Größe und Bindemittel füllen
die Hohlräume zwischen den größeren Glaspartikeln bis z.B. auf 1 bis 3 Volumprozent
aus. Diese restlichen Hohlräume werden aus folgenden GrUnden benötigt: Es ist nicht
zu vermeiden, daß sich im Winter Schmelzwasser in die Markierungsmasse einsaugt.
Der Hohlraumgehalt hat die Aufgabe, der Expansion von gefrierendem Wasser Platz
zu geben. Ein Hohlraumgehalt von 1 - 3 Volumprozent ist in den Straßenbelägen üblich.
Wie hoch der Hohlraumgehalt im einzelnen bestimmt wird, hängt von den Witterungseinflüssen
der einzelnen Einbaugebiete ab.
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Ein gesteuerter Hohlraumgehalt kann nur dann erzielt werden, wenn
nur eine Sorte von Füllstoffen verwendet wird und wenn die Füllstoff keine Eigenhohlraume
aufweisen. Beides ist bei dem erfindungsgemößen Füllstoff optimal gegeben.
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Reflektierende Fahrbahnmarkierungen können bisher nur durch reflektierende
Glasperlen erreicht werden. Wie schon erwähnt, benötigt man zum Verkleben möglichst
viel Fläche im Verhältnis zum Volumen eines Körpers. Die Kugel hat aber wenig
Fläche
im Verhältnis zu ihrem Volumen. Die daraus resultierende geringe Verklebefähigkeit
der Kugel kann nur durch eine statisch feste Ummantelung wieder ausgeglichen werden.
Dies wird erfindungsgemäß durch'die gute Verkeilung der Glassplitter von 0,2 bis
1,5 mm Korngröße und der großen Hörte des Ubrigen Fullmaterials bis 0,2 mm Korngröße
erreicht, wenn der Glasperlenanteil nicht 20 Gewichtsprozent Uberschreitet.
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Für erfindungsgemäße Markierungsmassen werden folgende Mischbeispiele
gegeben: Beispiel A B C Bindemittelgehalt ( Epoxydharze, Polyesterharze oder Zemente
) Titandioxyd als Farbpigment Glaspartikel 0 bis 0,2 mm Glassplitter 0,2 bis 1,5
mm Glasperlen ( Reflexperlen)
| 12 15 18 %1 Bindemittel mit |
| 4 5 6 %}Farbpigment |
| 16 20,5 24 % |
| 62 59,5 34 % FUllstoffe |
| 6 0 18 % |
100 100 100 % Je höher der Anteil von Glaspartikeln unter 0,2 mm ist, desto höher
muß der Bindemittelgehalt sein, um eine genügende Verklebung der einzelnen Teile
zu gewährleisten.
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Die Erfindung ist insbesondere zur Herstellung von Leitlinien und
derl. auf Beton-Autobahnen vorgesehen, wozu ein z.B. 20 mm tiefer Streifen aus der
Betonfahrbahn herausgearbeitet wird, in den dann die Markierungsmasse eingegossen
wird. Die Mischung mit dem Bindemittel erfolgt zweckmäßigerweise kurz vor dem Vergießen,
so daß also die Komponenten getrennt zur Baustelle geliefert werden. Es hat sich
gezeigt, daß trotz der geringen Tiefe eine hervorragende Verbindung der Markierungsmasse
mit der Betonfahrbahn erreicht wird.
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Die Erfindung läßt sich aber auch in Form von vorgefertigten Markierungskörpern
verwirklichen. Leitlinien werden dann durch vorgefertigte einzelne Steine, die dann
in der Fahrbahn eingelassen werden, geschaffen. Erfindungsgemäß können also auch
ganz allgemein sogenannte weiße Betonwerksteine geschaffen werden.
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In der Zeichnung ist ein Teil eines erfindungsgemäßen Markierungskörpers
schematisch in zehnfacher Vergrößerung dargestellt. Dieser Körper enthält, z.B.
nach dem obenangegebenen Mischbeispiel AlReflex-Glasperlen 1, Glassplitter 2 von
0,2 bis 1,5 mm Korngröße und dazwischenliegende kleinere Glaspartikel 3. Die dazwischenliegenden
Hohlräume sind mit Bindemittel 4 ausgefüllt. Es ist ein Zustand gezeigt, in dem
das Bindemittel 4 bis zur Ebene E abgerieben ist. Die gegenüber dem Bindemittel
wesentlich härteren Glaspartikel 2, 3 jeder Größe und die Reflex-Glasperlen 1 ragen
infolge ihrer höheren Abriebfestigkeit über diese Ebene E hinaus, solange sie noch
im Bindemittel fest verankert sind.
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Grundsätzlich gilt, daß der Bindemittelanteil desto höher sein muß,
je kleiner die Glaspartikel sind. D.h. für einen Markierungskörper, bei dem als
Füllstoff nur /verwendet ist, Glasmehl von einer Korngröße von 0 bis 90pur muß der
Bindemittelanteil sehr hoch sein. Je höher der Anteil des weicheren Bindemittels
ist, desto geringer ist jedoch die Abriebfestigkeit des gesamten Körpers. Für die
erfindungsgemäß vorgesehenen Glassplitter von 0,2 bis 1,5 mm Korngröße ist ein wesentlich
geringerer Anteil von Bindemittel erforderlich. Indem zur Ausfüllung der Hohlräume
zwischen den einzelnen größeren Partikeln noch ein Anteil von kleinen Glaspartikeln
zwischen 0 und 0,2 mm Korngröße beigemischt wird, wird der notwendige Bindemittelanteil
weiter verringert, so daß sich eine hohe Gesamtabriebfestigkeit ergibt.
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Auf die Reflex-Glasperlen wirken beim Uberfahren sowohl Druckkräfte
als auch - durch die Haftung am Reifen - nach oben gerichtete Zugkräfte. D.h. daß
das-Kugel bett einerseits hart sein muß ( insbesondere im unteren Bereich zur Aufnahme
der Druckkrdfte ), andererseits aber eine gewisse Elastizität aufweisen muß ( insbesondere
im oberen Bereich zur Aufnahme der Zugkräfte ). Beides ist bei der erfindungsgemäßen
Mischung gut gegeben. Die Glaspartikel gewährleisten die Hörte und das Bindemittel
die Elastizität. Dabei stützen die größeren Glaspartikel die kleineren Glaspartikel
ab
und bewirken den eingangs erläuterten Verkeileffekt. In der
erfindungsgemäß vorgesehener Mischung kleiner und großer Glaspartikel von 0 bis
1,5 mm Korngröße, wird das Bindemittel rund um das Kugel bett derart gut armiert,
daß sich eine hervorragende Verankerung der Reflex-Glasperlen 1 einstellt.