Verfahren zum Verlegen von Strassendecken Stichwort: Rüttelbeschränkung im Dübelbereich

Abstract

 Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, um beim Verlegen von Straßendecken mittels zwei hintereinander herfahrenden Straßenfertigern, von denen der erste in der von ihm vorbereiteten Schicht Dübel setzt, das Verlagern der Dübel durch Tauchrüttlerelemente zu verhindern, die von dem folgenden zweiten Straßenfertiger mitgeführt werden und der Vorbereitung des Betons für das Abziehen mittels einer Druckplatte dienen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen von Straßendecken mit zwei hintereinander herfahrenden Strassenfertigern, wobei in der von dem jeweils vorausfahrenden Fertiger verlegten und ggfs. gerüttelten Schicht in Abstand längs der Fortschreitrichtung quer zur Fortschreitrichtung verlaufende Reihen von im wesentlichen parallel zur Fortschreitrichtung sich erstreckenden Dübeln gesetzt werden und mittels des nachlaufenden Straßenfertigers über der bereits gebildeten Materialschicht eine weitere Materialschicht verlegt und diese durch von dem zweiten _Straßenfertiger mitgeführte Tauchrüttlerelemente verdichtet und durch eine Druckplatte abgezogen wird.

[0002] Ein solches Verfahren ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Das bekannte Verfahren wird insbesondere zur Herstellung von Betonstraßendecken ausgeführt, bei denen die untere Schicht aus einem zement-und wasserärmeren Rundkornbeton besteht und die obere verschleißfeste Fahrschicht aus einem zement- und wasserreicherem Splittbeton.

[0003] Das Einbringen der Dübel in die Straßendecke erfolgt, um in Abständen von beispielsweise jeweils 5 m eine Scheinfuge gewinnen zu können, etwa dadurch, daß im Bereich der jeweiligen Dübelreihe ein Schnitt quer zur.Fahrbahn geführt wird. Diese Scheinfugen haben sich als notwendig erwiesen, um innere Spannungen in der Straßendecke abzubauen, insbesondere innere Spannungen, die von Temperaturschwankungen herrühren können, und die - bei Fehlen der Scheinfugen - zu unkontrollierten Rissen und ggfs. zu einem Aufstehen der Straßendecke führen könnten.

[0004] Das Rütteln der von dem zweiten Straßenfertiger verlegten Materialschicht vor dem Abstreifen dieser Schicht durch die Druckplatte des zweiten Straßenfertigers ist notwendig, um in dem mittels der Druckplatte zu behandelnden obersten Bereich der von dem zweiten Straßenfertiger aufgebrachten Schicht einen "lebendigen", d.h. schlempereichen Beton vorlegen zu haben, der sich ohne Fehlstellen von der Druckplatte abziehen läßt..

[0005] Es wurde nun festgestellt, daß die Rüttelwirkung der von dem zweiten Straßenfertiger mitgeführten Tauchrüttlerele- - mente häufig dazu geführt hat, daß die bereits gesetzten Dübel beim Vorbeigang der von dem zweiten Straßenfertiger mitgeführten Tauchrüttlerelemente ihre Lage verändert haben, so daß sie an der jeweiligen Sollbruchstelle nicht mehr die richtige Lage eingenommen haben. Insbesondere ist es vorgekommen, daß die Dübel ihre Höhenlage und/oder ihre Neigung gegenüber der Horizontalen verändert haben.

[0006] Erfindungsgemäß wird demgegenüber vorgeschlagen, daß die Rüttelwirkung der von dem zweiten Straßenfertiger mitgeführten Tauchrüttlerelemente derart eingestellt wird, daß die bereits gesetzten Dübel beim Vorbeigang der von dem zweiten Straßenfertiger mitgeführten Tauchrüttlerelemente ihre Lage im wesentlichen beibehalten, andererseits aber die Konsistenz des Betons (lebendiger Beton!) auch im Bereich der bereits gesetzten Dübel für ein fehlstellenfreies Glätten durch die Druckplatte erhalten bleibt.

[0007] Da die Dübel verhältnismäßig kurz sind, beispielsweise in der Größenordnung von 450 mm, hat es sich als möglich erwiesen, die Rüttelwirkung der Tauchrüttlerelemente beim Vorbeigang an den bereits verlegten Dübeln im Vergleich zur Rüttelwirkung zwischen aufeinanderfolgenden Dübelreihen (Abstand der Dübelreihen beispielsweise 5 m) zu reduzieren. Wenn die Rüttelwirkung im Bereich der Dübelreihen reduziert wird, so wird die Gefahr einer unbeabsichtigten Verlagerung der Dübel ebenfalls reduziert. Da andererseits diejenigen Strecken, in denen die Rüttelwirkung reduziert werden muß (Länge der Dübel), kurz ist, bleibt der Beton auch im Bereich zwischen aufeinanderfolgenden berüttelten Strecken ausreichend lebendig und schlempereich. Die Rüttelwirkung kann im Bereich der Dübelreihen dadurch reduziert werden, daß die Tauchrüttlerelemente teilweise aus dem von dem zweiten Straßenfertiger aufzubringen, bereits vornivellierten Straßenbaumaterial angehoben werden. Wenn man die Tauchrüttlerelemente anhebt; so verringert sich die Berührungsfläche zwischen den Tauchrüttlerelementen und dem vornivellierten Straßenbaumaterial mit der Folge, daß die Ankopplung der Tauchkrüttlerelemente an das Material schlechter wird und die Eindringtiefe der Rüttelwirkung zurückgeht. Grundsätzlich ist es allerdings auch möglich, die Rüttelwirkung auf andere Weise zu reduzieren, etwa dadurch, daß die Drehzahl der regelmäßig als rotierende Unwuchtrüttler ausgebildeten Tauchrüttlerelemente zurückgenommen wird. Die Möglichkeit durch Anheben der Tauchrüttlerelemente die Ankopplung zu variieren verdient den Vorzug wegen der großen Einfachheit dieser Methode, die deshalb besonders einfach ist, weil Hubagregate und dergl. sowie die für ihre Betätigung notwendigen Energiequellen an Straßenfertigern regelmäßig zur Verfügung stehen.

[0008] Die Rüttelwirkung kann dadurch besonders deutlich variiert werden, daß man Tauchrüttlerelemente verwendet, welche in das bereits vornivellierte von dem zweiten Straßenfertiger aufzubringende Straßenbaumaterial mit einem Eintauchabschnitt eintauchen, innerhalb dessen sich die spezifische Materialberührungsfläche pro Längeneinheit der Eintauchtiefe zum freien Ende der Tauchrüttlerelemente hin verringert; dann tritt bei einem Anheben eine Verringerung der Rüttelwirkung ein, die nicht nur proportional der Anhebung sondern überproportional zur Anhebung ist, insbesondere wenn die Tauchrüttlerelemente so ausgestaltet sind, daß eine sprunghafte Veränderung der spezifischen Materialberührungsfläche eintritt.

[0009] Eine andere Möglichkeit um die Einwirkung der Tauchrüttlerelemente auf die bereits gesetzten Dübel zu verringern, besteht darin, daß man eine derart enge Folge von Rüttlerelementen quer zur Fortschreitrichtung einsetzt, daß unter Zugrundelegung einer annähernd sphärischen Ausbreitung der Rüttelwirkung vom Zentrum des eintauchenden Teils des jeweiligen Tauchrüttlerelements eine ausreichende Berüttelung einer oberflächennahen Teilschicht erreichbar ist, ohne daß im Bereich der Dübel eine zu deren Verlagerung führende Rüttelwirkung eintritt. Mit anderen Worten: Man setzt die Tauchrüttlerelemente in Querrichtung zur Fortschreitrichtung so eng aneinander, daß man auf eine hohe Tiefenwirkung der Tauchrüttlerelemente verzichten kann und trotzdem eine ausreichende Berüttelung der Schicht oberhalb der Dübel über die ganze Breite erhält.

[0010] Da die Tauchrüttlerelemente verhältnismäßig teure Ausrüstungsgegenstände sind, wird zur Kostensenkung weiter vorgeschlagen, daß Tauchrüttlerelemente mit passiven Seitenstrahlern zum Einsatz kommen. Die passiven Seitenstrahler sind beispielsweise von an das jeweilige aktive Tauchrüttlerelement durch starre Verbindungsjoche angekoppelten Tauchkörpern gebildet; diese nehmen einen Teil der Rüttelenergie von dem jeweiligen aktiven Tauchrüttlerelement auf und geben diese an die Materialschicht ab. Dadurch wird der Ausbreitungsradius geringer, so daß die Dübelschicht nurmehr von geringerer Rüttelenergie beaufschlagt wird. Andererseits ist durch die Anordnung der ebenfalls Vibrationsenergie abstrahlenden Seitenstrahler zwischen aufeinanderfolgenden aktiven Tauchrüttlerelementen sichergestellt, daß trotz verhältnismäßig großen Abstands der akltiven Tauchrüttlerelemente eine ausreichende Berüttelung der oberflächennahen Schicht oberhalb der Dübel über die ganze Breite des Straßenbauwerks gewährleistet ist. Die Erfindung betrifft weiter eine Tauchrüttleranordnung an einem Straßenfertiger zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach einer ersten Ausführungsform sind dabei die Tauchrüttlerelemente höhenverstellbar am Straßenfertiger angeordnet.

[0011] Nach einer zweiten Ausführungsform einer Tauchrüttleranordnung sind die Tauchrüttlerelemente im Bereich ihres Eintauchabschnitts zum freien Ende hin so geformt, daß eine - vorzugsweise sprunghafte - Veränderung der spezifischen Materialberührungsfläche pro Längeneinheit der Eintauchtiefe erzielt wird. Diese letztere Ausbildung ist für sich allein anwendbar, insbesondere dann, wenn es darum geht, herkömmliche Tauchrüttlerelemente mit einer vorgegebenen Energieabgabe an die der Erfindung zugrundeliegende Problematik im Bereich der Dübelreihen anzupassen. Die verringerte Ankopplungsfläche an die Materialschicht erlaubt es dann, an das jeweilige aktive Tauchrüttlerelement _Seitenstrahler anzuschließen, die ihrerseits wieder in ihrer spezifischen Berührungsfläche genauso ausgebildet sein können, wie die aktiven Tauchrüttlerelemente. Eine Ausführungsform von Tauchrüttlerelementen, die eine sprunghafte Veränderung der spezifischen Materialberührungsfläche pro Längeneinheit der Eintauchtiefe besitzt, besteht darin, daß die Tauchrüttlerelemente im Bereich ihres Eintauchabschnitts spulenförmig ausgebildet sind.

[0012] Unabhängig von der Form der aktiven Tauchrüttlerelemente und unabhängig von der Höhenverstellbarkeit läßt sich das Problem der Nichtverlagerung der Dübel auch bereits dann lösen , wenn jeweils ein aktives Tauchrüttlerelement mindestens einen Seitenstrahler, vorzugsweise je einen Seitenstrahler zu beiden Seiten quer zur Fortschreitrichtung aufweist.

[0013] In der Fig. 1 ist das Planum mit 10 bezeichnet. Auf diesem Planum ist durch einen in Pfeilrichtung 12 vorausfahrenden, nicht eingezeichneten Straßenfertiger, insbesondere einen Gleitschalungsfertiger, bereits eine erste Betonschicht 14 verlegt worden. Diese erste Betonschicht ist bereits gerüttelt worden, durch Tauchrüttlerelemente, die von dem ersten Straßenfertiger mitgeführt sind. Weiterhin sind in die bereits gerüttelte erste Betonschicht Dübel 16 eingelegt worden. Das Einbringen der Dübel erfolgt durch besondere Dübelsetzgeräte, welche von dem nicht dargestellten ersten in Pfeilrichtung 12 vorausfahrenden Straßenfertiger mitgeführt werden und die Dübel 16 in die erste Betonschicht 14 einrütteln.

[0014] Über der ersten Betonschicht 14 wird durch den in der Fig.1 dargestellten und ganz allgemein mit 18 bezeichneten zweiten Straßenfertiger eine weitere Schicht aufgebracht, die in der Fig. 1 nicht von der bereits eingebrachten ersten Betonschicht 14 diskriminierbar ist, da unterstellt wird, daß der Beton in beiden Schichten von der Zusammensetzung her gleich ist. Es ist aber wie oben schon angedeutet, auch denkbar und häufig vorteilhaft, wenn die obere Schicht aus einem anderen Material besteht als die untere Schicht, beispielsweise so, daß die untere Schicht aus einem wasser-und zementärmeren Rundkornbeton besteht, während die obere Schicht aus einem wasser- und zementreicherem Splittbeton besteht. Der Beton für die obere Schicht wird seitlich angeliefert etwa durch Kipper oder Förderbänder. Die Verteilung des Betons für die zweite Schicht erfolgt durch ein senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 hin-und hergehendes Verteilungsgerät 20. Auf dieses Verteilungsgerät 20 folgt ein schematisch angedeutetes Vornivellierungsgerät 22, das eine Vornivellierung der zweiten Schicht bewirkt. Das Verteilungsgerät 20 und das Vornivellierungsgerät 22 können an dem zweiten Straßenfertiger 18 angebracht sein. Auf das Vornivellierungsgerät folgt eine Anordnung von Tauchrüttlerelementen 24, die sich über die ganze Breite des Straßenfertigers erstrecken und an einem Querträger 26 aufgehängt sind. Der Querträger 26 und mit ihm die Rüttlerflaschen 24 sind durch hydraulische Pressen 28 höhenverstellbar. Die hydraulischen Pressen 28 greifen an Jochen 30 an, die ihrerseits an Führungsstangen 32 angreifen. Die Führungsstangen 32 sind in Führungsrohren 34 geführt, welche an dem Rahmen 18a des zweiten Straßenfertigers 18 angebracht sind. Die Tauchrüttlerelemente 24 sind an dem Querträger 26 durch Gummimetallelemente 36 elastisch gelagert. Die höchste und tiefste Lage des Querträgers 26 läßt sich durch Splinte 38a und 38b einstellen, die an einem mit dem Joch 30 verbundenen Lineal 40 gesteckt werden können und mit einem Anschlagarm 42 an dem Führungsrohr 34 zusammenwirken.

[0015] Die Rüttlerelemente 24 sind in herkömmlicher Weise aufgebaut und beispielsweise mit rotierenden Unwuchten 44 ausgeführt. Die Tauchrüttlerelemente 24 weisen spulenförmige Eintauchabschnitte 46 auf. Wenn der obere Spulenflansch 46a aus der oberen Betonschicht heraustaucht, so verringert sich die Ankopplungsfläche des Eintauchabschnitts 46 sprunghaft.

[0016] In Fig. 1 wird gerade eine Dübelreihe 16 von dem Straßenfertiger 18 überfahren. Die Tauchrüttlerelemente 24 sind in ihrer höchstmöglichen Position, in der sie mit dem oberen Spulenflansch 46a nicht mehr in den durch die Vornivellierungseinrichtung 22 vornivellierten Beton eintauchen. Die Rüttelwirkung ist dadurch so reduziert, daß keine wesentliche Verlagerung der Dübel 16 eintritt. Nach Vorbeigang an den Dübeln 16 werden die Tauchrüttelelemente 24 soweit abgesenkt bis der Splint 38a an dem Anschlagarm 42 anstößt.

[0017] Hinter den Tauchrüttlerelementen 24 läuft eine Druckplatte 48 her, welche die aufgebrachte zweite Betonschicht abzieht und für eine glatte Oberfläche sorgt, weil durch die Tauchrüttlerelemente 24 ein lebendiger, d.h. schlempereicher Beton an der Oberfläche bereitgestellt worden ist.

[0018] In Fig. 2 erkennt man ein Tauchrüttlerelement 24 mit zwei Seitenstrahlern 24a, die in der äußeren Form genauso ausschauen wie das aktive Tauchrüttlerelement 24 jedoch keine eigene Unwucht 44 aufnehmen sondern von dem aktiven Rüttlerelement 24 her in Vibration versetzt werden und deshalb als passive Seitenstrahler bezeichnet sind. Die passiven Seitenstrahler 24a sind senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 in Flucht mit dem jeweiligen aktiven Tauchrüttlerelement 24 angeordnet. Die passiven Seitenstrahler 24a sind gegenüber dem aktiven Tauchrüttlerelement 24 höhenverstellbar und durch eine Klemmschraube 50 feststellbar.

Ansprüche

1. Verfahren zum Verlegen von Straßendecken mit zwei hintereinander herfahrenden Straßenfertigern, wobei in der von dem jeweils vorausfahrenden Straßenfertiger verlegten und ggfs. gerüttelten Materialschicht in Abständen längs der Fortschreitrichtung quer zur Fortschreitrichtung verlaufende Reihen von im wesentlichen parallel zur Fortschreitrichtung sich erstreckenden Dübeln gesetzt werden und mittels des nachlaufenden Straßenfertigers über der bereits gebildeten Materialschicht eine weitere Materialschicht verlegt und diese durch von dem zweiten Straßenfertiger (18) mitgeführte Tauchrüttlerelemente (24) verdichtet und durch eine Druckplatte (48) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelwirkung der von dem zweiten Straßenfertiger (18) mitgeführten Tauchrüttlerelemente (24) derart eingestellt wird, daß die bereits gesetzten Dübel (16) beim Vorbeigang der von dem zweiten Straßenfertiger (18) mitgeführten Tauchrüttlerelemente (24) ihre Lage im wesentlichen beibehalten, andererseits aber die Konsistenz des Materials (lebendiger Beton) auch im Bereich der bereits gesetzten Dübel (16) für ein fehlstellenfreies Glätten durch die Druckplatte (48) erhalten bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelwirkung der Tauchrüttlerelemente (24) beim Vorbeigang an den bereits verlegten Dübeln (16) im Vergleich zur Rüttelwirkung zwischen aufeinanderfolgenden Dübelreihen (16) reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelwirkung im Bereich der Dübelreihen (16) dadurch reduziert wird, daß die Tauchrüttlerelemente (24) teilweise aus dem von dem zweiten Straßenfertiger (18) aufzubringenden, bereits vornivellierten Straßenbaumaterial heraus angehoben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Tauchrüttlerelementen (24), welche in das bereits vornivellierte, von dem zweiten Straßenfertiger (18) aufzubringende Straßenbaumaterial mit einem Eintauchabschnitt (46) eintauchen, innerhalb dessen sich die spezifische Materialberührungsfläche pro Längeneinheit der Eintauchtiefe zum freien Ende der Tauchrüttlerelemente hin verringert, insbesondere sprunghaft verringert.

5. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer derart engen Folge von Tauchrüttlerelementen (24) quer zur Fortschreitrichtung (12), daß unter Zugrundelegung einer annähernd sphärischen Ausbreitung der Rüttelwirkung vom Zentrum des Eintauchabschnitts (46) des jeweiligen Tauchrüttlerelements (24) eine ausreichende Berüttelung einer oberflächennahen Teilschicht erreichbar ist, ohne daß im Bereich der Dübel (16) eine zu deren Verlagerung führende Rüttelwirkung eintritt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von Tauchrüttlerelementen (24) mit passiven Seitenstrahlern (24a).

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung von Tauchrüttlerelementen (24) mit jeweils einem passiven Seitenstrahler (24a) quer zur Fortschreitrichtung (12) beidseits des aktiven Tauchrüttlerelements (24).

8. Tauchrüttleranordnung an einem Straßenfertiger zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrüttlerelemente (24) höhenverstellbar am Straßenfertiger (18) angeordnet sind.

9. Tauchrüttleranordnung insbesondere nach Anspruch 8 an einem Straßenfertiger (18) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Tauchrüttlerelemente (24),welche im Bereich ihres Eintauchabschnitts (46) zum freien Ende hin eine, vorzugsweise sprunghafte, Veränderung der spezifischen Materialberührungsfläche pro Längeneinheit der Eintauchtiefe besitzen.

10. Tauchrüttleranordnung an einem Straßenfertiger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrüttlerelemente (24) im Bereich ihres Eintauchabschnitts (46) spulenförmig ausgebildet sind.

11. Tauchrüttleranordnung an einem Straßenfertiger (18), insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 10, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche ₁ bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein aktives Tauchrüttlerelement (24) jeweils mindestens einen Seitenstrahler (24a), vorzugsweise je einen Seitenstrahler (24a) zu beiden Seiten quer zur Fortschreitrichtung (12) aufweist.

Zeichnung