EP3077595B1 - Erdreichabdeckung und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C5/00—Pavings made of prefabricated single units
- E01C5/003—Pavings made of prefabricated single units characterised by material or composition used for beds or joints; characterised by the way of laying
Definitions
- the invention relates to a soil cover according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a soil cover according to the preamble of claim 7.
- the invention is concerned with the creation of pavement surfaces as a covering or as a top layer of a traffic area in road and road construction.
- the paved area consists of the actual paving stones, which are laid in a plaster bed and the underlying support layer. Instead of paving stones and paving slabs can be used. In addition to natural stones and artificial conglomerates for the top layer into consideration, such as concrete blocks, clinker or the like.
- bonded construction and the "unbound construction method”.
- the stones are placed on a loose bed of grit, sand or granules.
- the areas between the form stones, so-called joints, are filled with a grout material.
- This overall design responds to static or dynamic loading with elastic deformation. Temperature stresses are reduced by unhindered deformation, so that no constraints arise.
- the plaster ceiling remains basically permeable to water.
- the paving bed and the joints may for example consist of a cement mortar.
- Disadvantage of this design is the risk of damage due to deformation of the soil cover.
- the plaster ceiling in this case is almost impermeable to water.
- the closest prior art is the DE 696 27 642 T2 considered.
- the cement asphalt mortar comprises an asphalt emulsion which may contain a polymer.
- the CA mortar may contain quartz sand.
- paving stones are placed on a prepared granule layer and then poured a cement-asphalt mortar in the interstices of the paving stones. Since the CA mortar is pourable and flowable, it can at least partially flow through the intermediate spaces of the paving stones into the underlying granulate layer or into intermediate spaces of the individual granulate particles (FIG. 8). In this way, the CA mortar forms, together with the granules, a sort of paving bed similar to that of the present invention.
- the WO 2009/144293 A1 relates to a setting and hardening accelerator for hydraulic binders. These are used, for example, so that concrete or reinforced concrete structures, which are also created with reference to roadway rehabilitation, can harden and load as quickly as possible. Paving or the use of paving stones per se are not addressed in the Scriptures. On this basis, the invention is based on the task of further developing soil covers of the type mentioned. To achieve this object, a Erdreichabdeckung invention has the features of claim 1. It is therefore envisaged that the paving bed consists of a mixture of an aggregate with an additive and a binder (bitumen). The additive used is a mixture of a polymer with quartz sand.
- the polymer is a polymer based on Polycarboxylatether. Furthermore, the polymer is processed in a dry state and with a powdery consistency. The installation of the mixture takes place in cold installation. First, the aggregate is mixed with the additive and then the binder is added. The mixture of components takes place in the hot state, whereas the installation takes place in cold installation.
- a cold incorporation means processing and installation in a temperature range from 0 ° C. to 80 ° C., preferably at ambient temperature.
- the soil cover according to the invention furthermore has the particular advantage that the accumulated rain water can only very slightly penetrate into the supporting structure of the soil cover compared to the unbound construction. In this way, the application possibilities for soil coverings based on paving stones are extended.
- the system behaves by the binder bitumen like a soil cover in elastic construction.
- Joints between the bricks can be filled with a joint filling material from an aggregate, or with a joint filler made from a mixture of an aggregate with the additive and a binder.
- the binding of the aggregate with the bitumen immobilizes, above all, the fine particles of the aggregate.
- the bitumen-bound aggregate is less stressed in the system than conventional unbound aggregate.
- An inventive method comprises the measures of claim 7.
- a building material mixture to be prepared cold is made of an aggregate and an additive and a binder and that the processing of the mixture takes place in Kalteinbau and that the paving or the stones (directly) on the pavement be laid, which (directly) is applied to a support layer.
- the additive used is a mixture of a polymer with quartz sand.
- the mixing order namely first a mixing of the aggregate with the additive and then the addition of bitumen as a binder.
- the paving bed is installed over-inflated so that after compaction of the paving bed the soil cover identifies the intended height.
- the quartz sand has a grain size of 0.1 to 2.0 mm, in particular from 0.1 to 1.0 mm.
- the quartz sand has an average particle size of 0.27 to 0.79 mm.
- the binder is bitumen.
- the polymer has a content of 0.05 to 0.3 wt .-% of the binder content.
- the polymer In order to achieve a uniform mixing, the polymer must be mixed with at least 450 g of quartz sand.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Erdreichabdeckung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Erdreichabdeckung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Die Erfindung befasst sich mit der Erstellung von Pflasterflächen als Belag bzw. als Deckschicht einer Verkehrsfläche im Straßen- und Wegebau. Die Pflasterfläche besteht aus den eigentlichen Pflastersteinen, die in einem Pflasterbett verlegt sind und der darunter befindlichen Tragschicht. Statt Pflastersteinen können auch Pflasterplatten zum Einsatz kommen. Neben Natursteinen kommen auch künstliche Formsteine für die Deckschicht in Betracht, beispielsweise Betonsteine, Klinker oder dergleichen.
Hinsichtlich des Aufbaus der Erdreichabdeckung unterscheidet man zwischen der sogenannten "gebundenen Bauweise" und der "ungebundenen Bauweise". Bei der ungebundenen Bauweise werden die Formsteine auf ein loses Bett aus Splitt, Sand oder Granulat gesetzt. Die Bereiche zwischen den Formsteinen, also die sogenannten Fugen, werden mit einem Fugenmaterial verfüllt. Diese Gesamtkonstruktion reagiert auf statische oder dynamische Belastung mit elastischer Verformung. Temperaturspannungen werden durch ungehinderte Verformung abgebaut, sodass keine Zwängungen entstehen. Die Pflasterdecke bleibt grundsätzlich wasserdurchlässig.
Bei der gebundenen Bauweise können das Pflasterbett und die Fugen beispielsweise aus einem Zementmörtel bestehen. Nachteil dieser Bauweise ist die Gefahr von Beschädigungen durch Verformungen der Erdreichabdeckung. Allerdings ist die Pflasterdecke in diesem Fall nahezu wasserundurchlässig.
Als nächstliegender Stand der Technik wird dieDE 696 27 642 T2 angesehen. Darin wird ein Verfahren zum Aufbau eines Stein- bzw. Blockpflasters offenbart, bei dem ein Zement-Asphalt-Mörtel verwendet wird. Der Zement-Asphalt-Mörtel (CA-Mörtel) umfasst eine Asphaltemulsion, die ein Polymer enthalten kann. Außerdem kann der CA-Mörtel Quarzsand enthalten. Bei dem in der Schrift beschriebenen Verfahren werden Pflastersteine auf einer vorbereiteten Granulatschicht angeordnet und dann ein Zement-Asphalt-Mörtel in die Zwischenräume der Pflastersteine gegossen. Da der CA-Mörtel gieß- und fließfähig ist, kann er durch die Zwischenräume der Pflastersteine zumindest teilweise in die darunterliegende Granulatschicht bzw. in Zwischenräume der einzelnen Granulatteilchen fließen (Fig. 8). Auf diese Weise bildet der CA-Mörtel zusammen mit dem Granulat eine Art Pflasterbett ähnlich dem der vorliegenden Erfindung aus. Allerdings entsteht dieses Pflasterbett erst, nachdem die Pflastersteine verlegt wurden.
DieWO 2009/144293 A1 betrifft einen Abbinde- und Erhärtungsbeschleuniger für hydraulische Bindemittel. Diese werden beispielsweise benutzt, damit Beton- oder Stahlbetonkonstruktionen, die auch mit Bezug auf Fahrbahnsanierungen erstellt werden, möglichst schnell aushärten und belastet werden können. Pflasterungen oder das Verwenden von Pflastersteinen an sich werden in der Schrift nicht thematisiert.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde Erdreichabdeckungen der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine erfindungsgemäße Erdreichabdeckung die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Es ist demnach vorgesehen, dass das Pflasterbett aus einer Mischung einer Gesteinskörnung mit einem Additiv und einem Bindemittel (Bitumen) besteht. Als Additiv kommt eine Mischung aus einem Polymer mit Quarzsand zum Einsatz. Bei dem Polymer handelt es sich um ein Polymer auf Basis von Polycarboxylatether. Weiterhin wird das Polymer in trockenem Zustand und mit pulverförmiger Konsistenz verarbeitet. Der Einbau der Mischung erfolgt im Kalteinbau. Zunächst wird die Gesteinskörnung mit dem Additiv gemischt und dann das Bindemittel zugegeben. Die Mischung der Bestandteile erfolgt im heißen Zustand, wohingegen der Einbau im Kalteinbau erfolgt. - Der Einbau der Mischung im Kalteinbau weist erhebliche Vorteile auf, da aufwendige Maßnahmen zum Erhitzen und zum Halten der notwendigen Temperatur für die Verarbeitung der Mischung nicht erforderlich sind, wie dies zum Beispiel beim Heißeinbau erforderlich ist. Bei dem aus dem Straßenbau bekannten Heißeinbau wird das Bitumen auf etwa 100°C bis 150°C, jedoch nicht mehr als 170°C erhitzt, um eine verarbeitbare Fluidität des Bindemittels zu erreichen. Unter einem Kalteinbau wird hingegen die Verarbeitung und der Einbau in einem Temperaturbereich von 0 °C bis 80 °C vorzugsweise bei Umgebungstemperatur verstanden.
- Die erfindungsgemäße Erdreichabdeckung hat weiterhin insbesondere Vorteil, dass das anfallende Niederschlagswasser im Vergleich zur ungebundenen Bauweise nur sehr geringfügig in die Tragkonstruktion der Erdreichabdeckung eindringen kann. Auf diese Weise werden die Anwendungsmöglichkeiten für Erdreichabdeckungen aus Basis von Pflastersteinen erweitert. Das System verhält sich durch das Bindemittel Bitumen wie eine Erdreichabdeckung in elastischer Bauweise.
- Im Unterschied beispielsweise zu zementgebundenen Pflasterbauweisen sind durch die erfindungsgemäße Lösung Spannungsrisse vermeidbar, die bei zementgebundenen Pflasterbauweisen eine wasserdurchlässige Tragschicht unbedingt erforderlich machen, weil sonst in die Konstruktion eindringendes Niederschlagswasser, insbesondere bei Frostbeanspruchung, zu Schäden führt.
- Fugen zwischen den Formsteinen können mit einem Fugenfüllmaterial aus einer Gesteinskörnung verfüllt sein, oder mit einem Fugenfüllmaterial aus einer Mischung aus einer Gesteinskörnung mit dem Additiv und einem Bindemittel.
- Durch die Bindung der Gesteinskörnung mit dem Bitumen wird eine Immobilisierung vor allem der Feinanteile der Gesteinskörnung bewirkt. Die bitumengebundene Gesteinskörnung ist im System insgesamt weniger durch Belastung beansprucht als übliche ungebundene Gesteinskörnung.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist die Maßnahmen des Anspruchs 7 auf. Es ist demnach mit anderen Worten vorgesehen, dass für das Pflasterbett ein kalt herzustellendes Baustoffgemisch aus einer Gesteinskörnung und einem Additiv sowie einem Bindemittel hergestellt wird und dass die Verarbeitung der Mischung im Kalteinbau erfolgt und dass die Pflasterung bzw. die Formsteine (unmittelbar) auf dem Pflasterbett verlegt werden, welches (unmittelbar) auf eine Tragschicht aufgebracht wird. Als Additiv kommt eine Mischung aus einem Polymer mit Quarzsand zum Einsatz. Von besonderer Bedeutung ist auch die Mischreihenfolge, nämlich zunächst eine Vermischung der Gesteinskörnung mit dem Additiv und danach die Zugabe von Bitumen als Bindemittel.
- Vorzugsweise wird das Pflasterbett überhöht eingebaut, sodass nach dem Verdichten des Pflasterbetts die Erdreichabdeckung die vorgesehene Höhe ausweist.
- Vorzugsweise weist der Quarzsand eine Körnung von 0,1 bis 2,0 mm auf, insbesondere von 0,1 bis 1,0 mm.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Quarzsand eine mittlere Korngröße von 0,27 bis 0,79 mm aufweist.
- Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bindemittel um Bitumen.
- Vorzugsweise weist das Polymer einen Anteil von 0,05 bis 0,3 Gew.-% des Bindemittelgehalts auf. Um eine gleichmäßige Durchmischung zu erreichen ist das Polymer mit mindestens 450 g Quarzsand zu vermischen.
Claims (10)
- Erdreichabdeckung, zur Nutzung durch Kraftfahrzeugverkehr, mit einer Pflasterung aus vorgefertigten Formsteinen aus natürlichem oder künstlichem Material, insbesondere aus Betonpflastersteinen oder Betonpflasterplatten, die auf einem Pflasterbett verlegt sind, wobei das Pflasterbett aus einer Mischung einer Gesteinskörnung mit einem Additiv und einem Bindemittel besteht, und wobei das Additiv ein Polymer und Quarzsand enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Polymer um ein Polymer auf Basis von Polycarboxylatether handelt, und dass das Polymer mit pulverförmiger Konsistenz verwendet wird und dass das Mischen des Additivs mit der Gesteinskörnung in trockenem Zustand erfolgt.
- Erdreichabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Quarzsand eine Körnung von 0,1 bis 2,0 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 mm aufweist.
- Erdreichabdeckung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Quarzsand eine mittlere Korngröße von 0,27 bis 0,79 mm aufweist.
- Erdreichabdeckung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bindemittel um Bitumen handelt.
- Erdreichabdeckung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer einen Anteil von 0,05 bis 0,3 Gew.-% des Bindemittelgehalts aufweist.
- Erdreichabdeckung nach oder einem der weiteren vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Fugen zwischen den Formsteinen mit einem Fugenfüllmaterial aus einer Mischung einer Gesteinskörnung mit einem Additiv und einem Bindemittel verfüllt sind.
- Verfahren zum Herstellen einer Erdreichabdeckung zur Nutzung durch Kraftfahrzeugverkehr, mit einer Pflasterung aus vorgefertigten Formsteinen aus natürlichem oder künstlichem Material, insbesondere aus Betonpflastersteinen oder Betonpflasterplatten, die auf einem Pflasterbett verlegt sind, wobei für das Pflasterbett eine Mischung einer Gesteinskörnung mit einem Additiv und einem Bindemittel hergestellt wird, wobei das Additiv ein Polymer und Quarzsand enthält, und wobei das Pflasterbett unmittelbar auf einer Tragschicht eingebaut wird, und wobei der Einbau der Mischung im Kalteinbau erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass für die Mischung zunächst die Gesteinskörnung mit dem Additiv vermischt und danach das Bindemittel zugegeben wird, und dass die Pflasterung bzw. die Formsteine unmittelbar auf dem Pflasterbett verlegt werden.
- Verfahren nach Anspruch 7 oder einem der weiteren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflasterung bzw. die Formsteine verdichtet werden zur Erzielung einer möglichst geringen Wasserdurchlässigkeit der Erdreichabdeckung.
- Verfahren nach Anspruch 7 oder einem der weiteren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fugen zwischen den Formsteinen mit einem Fugenfüllmaterial aus einer Mischung einer Gesteinskörnung mit einem Additiv und einem Bindemittel verfüllt werden.
- Verfahren nach Anspruch 7 oder einem der weiteren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Mischung im heißen Zustand erfolgt.
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