[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen fugenförmiger Nähte an Teilflächen
von Asphaltdeckschichten.
[0002] Der Begriff "Nähte" wird im nachfolgenden als Oberbegriff sowohl für Nähte als auch
für Anschlüsse verwendet. Nähte im eigentlichen Sinne entstehen durch den Verbund
von nebeneinanderliegenden Einbaubahnen aus Mischgut mit vergleichbaren Eigenschaften.
Anschlüsse sind die Verbindungen von Einbaubahnen aus Mischgut mit unterschiedlichen
Eigenschaften. Dazu gehören Walzasphalt (Asphaltbeton, Splittmastixasphalt) an Gußasphalt
und umgekehrt. Die Verbindung von Gußasphalt an Gußasphalt ist ebenfalls als Anschluß
herzustellen. Eine besondere Notwendigkeit für sogenannte Anschlüsse ergibt sich bei
einem Bauen "neu" gegen "alt", da hier der Unterschied in den Eigenschaften der einzubringenden
Deckschichtmaterialen schon allein durch die Liegedauer gegeben ist, unabhängig von
der Mischgutart bei den zu verbindenden Flächen.
[0003] Nähte und Anschlüsse, als Nähte im Sinne der Erfindung, sind Beanspruchungen aus
Verkehr und Klima ausgesetzt, wobei die Kräfte aus dem Verkehr besonders einflußreich
sind, wenn Ausgrabungen vorliegen. Durch Setzung im ungebundenen Bereich bauen sich
Scherkräfte auf, die die Verbindung neu/alt besonders in der Deckschicht spürbar belasten.
[0004] Die Anforderungen an derartige Verbindungen sind daher sehr hoch. Sie sollen wasserdicht
sein, d. h. sich nicht öffnen unter Einwirkung von Verkehr und Klima. Es gilt daher,
mehr Bitumen als bisher an die Anbindungsflanke zu bringen. Dies ist besonders wichtig
bei Anschlüssen. Hier muß es das Ziel sein, an dieser Stelle ein weiches Gelenk einzubauen,
also eine Höchstmenge von Bitumen zum Dichten, Bewegen und Haften zu plazieren.
[0005] Dieses Problem wurde bisher dadurch gelöst, daß vor dem Einbringen der neuen Asphaltdeckschicht
die Flanke der bestehenden alten Asphaltdeckschicht mit einer bitumenhaltigen Grundierung
gestrichen wurde und anschließend ein vorgefertigtes Bitumenfugenband an die Flanke
angelegt wurde, wobei zur Verbesserung der Haftung des Bitumenfugenbandes an der Nahtflanke
das Bitumenfugenband mit einer Propanflamme angewärmt und dann an die Flanke angedrückt
wurde. Diese Arbeiten wurden bisher bei kleineren Baumaßnahmen von Hand und bei großen
Baumaßnahmen, insbesondere im Fernstraßenbau, maschinell vorgenommen und führten zu
qualitativ guten Ergebnissen, wenn die Flanken der zu schließenden Naht sorgfältig
bearbeitet waren. Sobald jedoch die Flanken durch mangelhafte Bearbeitung, beispielsweise
durch unsachgemäßes Fräsen, Ausbrüche aufweisen, läßt sich weder von Hand noch mittels
einer Vorrichtung, die eine Andruckrolle aufweist, das Bitumenfugenband in ausreichendem
Maße an die bearbeitete Flanke andrücken, so daß es hier lediglich zu einem oberflächlichen
Anhaften kommt. Die Temperatur des Mischgutes der neu einzubringenden Deckschicht,
das unmittelbar an das verlegte Fugenband herangebracht wird, reicht hierbei nicht
aus, um diesen Mangel auszugleichen, so daß auch nach dem anschließenden Abwalzen
kein dichter Verschluß der Naht gegeben ist. Aufgrund der nicht ausreichenden Haftungen
ist es so möglich, daß durch Einfluß thermisch induzierter Spannungen sich die Naht
im Bereich der Nahtflanke geringfügig öffnet, so daß Wasser eindringen kann und die
Deckschicht in diesem Bereich Schaden nimmt.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, durch das die
vorstehend beschriebenen Nachteile vermieden werden.
[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen fugenförmiger
Nähte an Teilflächen von Asphaltdeckschichten durch Ausbringen eines bandförmigen
Bitumenmaterials entlang der Nahtflanke einer Teilfläche in der Weise, daß das Bitumenmaterial
zumindest durch mechanische Einwirkung plastifiziert und über eine Formdüse in Strangform
ausgepreßt und an die Nahtflanke angedrückt wird. Diese Verfahrensweise hat gegenüber
dem Ausbringen eines vorgefertigten Fugenbandes den Vorteil, daß das Bitumenmaterial
über den ganzen Querschnitt des ausgepreßten Strangs plastifiziert und noch bildsam
ist, so daß es beim Andrücken an die Nahtflanke auch Ausbrüche und sonstige Unregelmäßigkeiten
vollständig auszufüllen vermag. Da die Nahtflanke, wie üblich, mit einer Bitumengrundierung
vorbehandelt ist, ergibt sich eine gute und vollflächige Haftung zwischen der Nahtflanke
und dem Bitumenmaterial. Eine derartige über den ganzen Querschnitt des Stranges bzw.
Bandes gegebene Plastifizierung ist bei einem vorgefertigten Band mit Hilfe einer
Flamme demgegenüber nicht zu bewerkstelligen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn zusätzlich
zur mechanischen Einwirkung das Bitumenmaterial einer thermischen Einwirkung ausgesetzt
wird. Diese thermische Einwirkung kann hierbei im Bereich der mechanischen Einwirkung
auf das Bitumenmaterial erfolgen oder aber im Bereich der Formdüse, um das Fließverhalten
und die Bildsamkeit in diesem Bereich, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, günstig
zu beeinflussen.
[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren kann erfindungsgemäß besonders vorteilhaft durchgeführt
werden mit einer Vorrichtung zum Herstellen fugenförmiger Nähte an Teilflächen in
Asphaltdeckschichten durch Ausbringen eines bandförmigen Bitumenmaterials entlang
der Nahtflanke einer Teilfläche mit einem mit Rädern versehenen Fahrwerk, auf dem
eine kontinuierlich fördernde, antreibbare Kneteinrichtung angeordnet ist, die mit
einer Aufgabeeinrichtung für das zu verarbeitende Bitumenmaterial und mit einer Formdüse
für das plastifizierte Bitumenmaterial versehen ist. Die Kneteinrichtung der Vorrichtung
kann hierbei nach Art eines Extruders aufgebaut sein, der in einem Gehäuse eine Knet-
und Förderschnecke aufweist, mit deren Hilfe das über die Aufgabeeinrichtung eingeführte
Bitumenmaterial geknetet, hierbei plastifiziert und durch die Formdüse ausgepreßt
wird. Wird nun das Fahrwerk bewegt, dann kann das aus der Formdüse austretende plastifizierte
bandförmige Bitumenmaterial an der zu bearbeitenden Nahtflanke der bereits vorhandenen
Teilfläche abgelegt und hierbei beispielsweise von Hand mit Hilfe eines spachtelförmigen
Werkzeugs angedrückt werden. Aufgrund der durch die Plastifizierung gegebenen hohen
Bildsamkeit des in situ erzeugten Bitumenbandes reichen Handkräfte aus, um das Bitumenband
bei mangelhaften, beispielsweise mit Ausbrüchen versehenen Nahtflanken so anzudrücken,
daß eine gute Anbindung gegeben ist. Zweckmäßigerweise ist zumindest die Kneteinrichtung
mit einer Heizeinrichtung versehen, um eine zuverlässige Plastifizierung zu gewährleisten.
[0009] In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner vorgesehen, daß die
Heizeinrichtung durch eine Wärmeübertragungsfläche gebildet wird, die von den Abgasen
eines die Kneteinrichtung antreibenden Verbrennungsmotors beaufschlagt wird. Die über
die Abgaswärme zur Verfügung stehende Wärmemenge reicht zur Temperierung der Kneteinrichtung
aus, so daß die Mitführung einer zusätzlichen Energieversorgung, beispielsweise in
Form eines Propangasbrenners, entfallen kann.
[0010] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens ein Rad des
Fahrwerks mit dem Antriebsmotor der Kneteinrichtung, vorzugsweise in Abhängigkeit
von der Ausbringgeschwindigkeit der Kneteinrichtung steuerbar in Verbindung steht.
Hierdurch ist eine spannungsfreie gleichmäßige Verlegung des auszubringenden plastifizierten
Bitumenbandes gewährleistet. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Formdüse mit ihrer
Ausstoßrichtung entgegen der Fahrtrichtung des Fahrwerks ausgerichtet ist, wobei es
ferner von Vorteil ist, wenn die Formdüse unter einem geringen Anstellwinkel gegen
die Nahtflanke gerichtet ist.
[0011] In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß ein Andruckelement
für das aus der Formdüse austretende bandförmige Bitumenmaterial vorgesehen ist. Dies
hat gegenüber dem Andrücken von Hand den Vorteil, daß mit größeren Kräften gearbeitet
werden kann, als dies von Hand möglich ist. Das Andruckelement kann beispielsweise
in Kufen- oder auch in Rollenform gestaltet sein, wobei zumindest die Oberfläche des
Andruckelementes aus einem Werkstoff bestehen muß, an dem das plastifizierte Bitumenmaterial
nicht anhaftet. Zweckmäßig ist es hierbei ferner, wenn das Andruckelement, bezogen
auf die Fahrtrichtung, dicht hinter der Formdüse angeordnet ist.
[0012] In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Andruckelement
relativ zum Fahrwerk höhenveränderbar mit diesem verbunden ist. Hierbei ist es ferner
zweckmäßig, wenn das Andruckelement gegen die Bodenfläche neben der Nahtflanke anpreßbar
geführt ausgebildet ist, so daß gewährleistet ist, daß das ausgebrachte plastifizierte
Bitumenband auch über die volle Höhe der Nahtflanke angepreßt wird.
[0013] In zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Fahrwerk
mit an der Nahtflanke anlegbaren, vorzugsweise relativ zum Fahrwerk quer einstellbaren
Führungselementen versehen ist. Hierdurch ist eine Grundpositionierung des Fahrwerks
in bezug auf die Nahtflanke sichergestellt, so daß der Ausgleich von Unebenheiten
über das Andruckelement erfolgen kann. Zweckmäßigerweise wird wenigstens ein Führungselement
im Bereich des Andruckelementes angeordnet.
[0014] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Aufgabeeinrichtung
mit einer in Abhängigkeit von der Ausbringgeschwindigkeit der Kneteinrichtung antreibbaren
Zufördereinrichtung für das Bitumenmaterial versehen ist. Hierdurch ist gewährleistet,
daß die Kneteinrichtung mit einem nahezu konstanten Füllungsgrad betrieben wird. Zweckmäßig
ist es hierbei, wenn die Zufördereinrichtung durch eine Klemmwalzenanordnung gebildet
wird. Der Begriff Klemmwalzenanordnung betrifft sowohl zwei gegenläufig antreibbare
Klemmwalzen als auch wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete förderbandartige
Klemmeinrichtungen, so daß das zweckmäßigerweise stabförmig vorgeformte bituminöse
Aufgabematerial, das bis zu einem gewissen Grade verformbar ist, zuverlässig eingezogen
wird.
[0015] In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mündung
des Auspuffs des Antriebsmotors, in Fahrtrichtung gesehen, vor der Mündung der Formdüse
gegen die Nahtflanke gerichtet ausmündet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die
heißen Auspuffgase den bituminösen Voranstrich aufwärmen und bei feuchter Witterung,
Nebelnässe, Tau oder dergleichen, die auf dem Bitumenanstrich befindliche Feuchtigkeitsablagerung
abdampfen.
[0016] Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels einer
Vorrichtung näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht
- Fig. 1
- eine Aufsicht.
[0017] Die in Fig. 1 in einer Seitenansicht dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen
aus einem mit Rädern 2 versehenen Fahrwerk 1, das eine Führungsdeichsel 3 aufweist,
an der die erforderlichen Bedienungselemente angeordnet sind. Auf dem Fahrwerk 1 ist
eine Kneteinrichtung 4 angeordnet, die im wesentlichen aus einem Gehäuse 5 besteht,
in dem eine Knetschnecke 6 drehbar gelagert ist, die über einen Antriebsmotor 7, beispielsweise
einen kleinen Ottomotor, angetrieben wird. Das Gehäuse 5 weist an seinem einen Ende
einen Aufnabmetrichter 8 auf, der mit einer Zufördereinrichtung 9 versehen ist, die
im wesentlichen aus zwei parallelen Klemmwalzen bzw. Klemmbandanordnungen, wie dargestellt,
besteht. Die Zufördereinrichtung ist über hier nicht näher dargestellte Übertragungsmittel
mit dem Antriebsmotor 7 verbunden, so daß das in Form einer Stange 10 angelieferte,
zu verarbeitende Bitumenmaterial mit einer, entsprechenden Kraft in den Aufnahmetrichter
8 eingepreßt und von der Knetschnecke 6 erfaßt wird. Am anderen Ende der Kneteinrichtung
4 ist eine Formdüse 11 vorgesehen. Das über die Zufördereinrichtung 9 aufgegebene
Bitumenmaterial wird durch die mechanische Einwirkung der Knetschnecke 6 plastizifiert
und durch die Formdüse 11 als plastisches Band ausgepreßt.
[0018] In der Aufsicht gem. Fig. 2 ist eine bereits vorhandene Deckschichtfläche 12 dargestellt,
deren Nahtflanke 13 der mit einer neuen Asphaltdeckschicht zu versehenden Teilfläche
14 zugekehrt ist. Die Kneteinrichtung 4 mit ihrer Formdüse 11 ist nun so ausgerichtet,
daß das aus der Formdüse 11 in Form eines Bandes 15 austretende durchplastifizierte
Bitumenmaterial an die Nahtflanke 13 angelegt wird. Die Formdüse 11 weist hierbei
zweckmäßigerweise einen Rechteckquerschnitt auf, der in seiner größten Erstreckung,
d. h. seiner Höhe, etwas größer ist als die Dicke der bestehenden Deckschicht 12 und
der in seiner Breite auf den speziellen Anwendungsfall abgestimmt ist. Hierbei sind
je nach Anwendungsfall Breiten zwischen 8 und 20 mm möglich.
[0019] Im Bereich der Formdüse 11 ist am Fahrwerk 1 ein Andruckelement 16, beispielsweise
in Form einer Rolle angeordnet. Das Andruckelement 16 kann hierbei beispielsweise
unter der Einwirkung eines Federelementes 17 stehen, durch das das Andruckelement
16 mit einer vorgegebenen, vorzugsweise einstellbaren Anpreßkraft gegen das aus der
Formdüse 11 austretende plastifizierte Bitumenband 15 angedrückt wird, so daß dieses
gegen die Nahtflanke 13 mit einer vorgegebenen Kraft angepreßt und in alle Unebenheiten
eingedrückt wird.
[0020] Wie Fig. 1 und 2 in Seitenansicht und in Aufsicht zeigen, ist das Andruckelement
16 zweckmäßigerweise an einer Haltevorrichtung 18 befestigt, die sich ihrerseits über
eine Laufrolle 19 auf der Fläche 14 oder der Deckschicht 12 nachlaufend abstützt,
so daß für das Andruckelement 16 immer eine genau definierte Höhenlage eingehalten
wird. Die Haltevorrichtung 18 kann hierbei an das Fahrwerk angelenkt sein und unter
dem Eigengewicht oder ggf. durch ein Zusatzgewicht gegen die Fläche 14 gedrückt werden,
um eine Auswandern des Andruckelementes nach oben zu verhindern.
[0021] Die Räder 2 am Fahrwerk 1 können, wie in der Aufsicht gem. Fig. 2 dargestellt, unter
einem geringen Winkel schräg gestellt sein, so daß beim Vorschub der Vorrichtung in
Richtung des Pfeiles 21 das Fahrwerk 1 gegen die Nahtflanke 13 gedrückt wird, wobei
die Räder dann mit entsprechendem Schlupf über die Fläche 14 abrollen. Durch Führungselemente
22, beispielsweise Führungsrollen am Fahrwerk 1, ist eine einwandfreie Anlage und
damit eine einwandfreie Positionierung des Fahrwerks zur Nahtflanke 13 gewährleistet.
[0022] Grundsätzlich ist es möglich, das Fahrwerk von Hand in Richtung des Pfeiles 21 über
die Führungsdeichsel 3 vorzuschieben, wobei die Bedienungsperson zugleich den Austritt
des Bandes aus der Düse und den Andruck an der Nahtflanke 13 beobachten kann. Für
größere Baulose ist es zweckmäßig, wenn der Antriebsmotor 7 mit wenigstens einem der
Räder 2 am Fahrwerk 1 über eine Getriebeanordnung 23, beispielsweise einen Riemen-
oder Kettentrieb, in Verbindung steht, so daß der Antriebsmotor für die Knetschnecke
6 zugleich auch den Vorschub der Vorrichtung insgesamt bewirkt. Die Getriebeanordnung
23 ist hierbei zweckmäßigerweise hinsichtlich des Übersetzungsverhältnisses veränderbar,
so daß die Bedienungsperson von der Führungsdeichsel 3 aus auf den Vorschub Einfluß
nehmen kann. Zweckmäßigerweise ist die Grundeinstellung hierbei so getroffen, daß
die Vorschubgeschwindigkeit auf die Förderleistung der Knetschnecke 6 abgestimmt ist
und somit ein gleichmäßiges verspannungsfreies Ausbringen des plastifizierten Bitumenbandes
15 aus der Formdüse 11 gewährleistet ist.
[0023] Das Gehäuse 5 der Kneteinrichtung 4 kann doppelwandig ausgebildet sein, so daß die
Durchleitung der heißen Abgase des Antriebsmotors 7 möglich ist, um die mit dem zu
plastifizierenden Bitumenmaterial in Berührung kommende Innenwandung der Kneteinrichtung
4 zu erwärmen. Dies ist insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen vorteilhaft.
Die Aufheiztemperatur kann in einfacher Weise durch eine zusätzliche Bypaßleitung
über die durch die eine Heizfläche bildende Doppelwandung des Gehäuses 5 hindurchgeleitete
Abgasmenge reguliert werden.
[0024] Zweckmäßig ist es hierbei ferner, wenn die Öffnung des Auspuffs nach unten geführt
und gegen die Nahtflanke 13 und zwar in Fahrtrichtung austretend gerichtet ist, so
daß die heißen Abgase die Nahtflanke 13 bestreichen und hierbei Feuchtigkeit abdampft.
Zugleich wird hierbei der bitumenhaltige Voranstrich aufgewärmt, so daß die Bindung
des plastifizierten Bitumenbandes 15 an die Nahtflanke 13 noch unterstützt wird.
1. Verfahren zum Herstellen fugenförmiger Nähte an Teilflächen von Asphaltdeckschichten
durch Ausbringen eines bandförmigen Bitumenmaterials entlang der Nahtflanke einer
Teilfläche in der Weise, daß das Bitumenmaterial zumindest durch mechanische Einwirkung
plastifiziert und über eine Formdüse in Strangform ausgepreßt und an die Nahtflanke
angedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur mechanischen
Einwirkung das Bitumenmaterial einer thermischen Einwirkung ausgesetzt wird.
3. Vorrichtung zum Herstellen fugenförmiger Nähte an Teilflächen in Asphaltdeckschichten
durch Ausbringen eines bandförmigen Bitumenmaterials (15) entlang der Nahtflanke (13)
einer Teilfläche (12), mit einem mit Rädern (2) versehenen Fahrwerk (1), auf dem eine
kontinuierlich fördernde, antreibbare Kneteinrichtung (4) angeordnet ist, die mit
einer Aufgabeeinrichtung (9) für das zu verarbeitende Bitumenmaterial (10) und mit
einer Formdüse (11) für das plastifizierte Bitumenmaterial versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Kneteinrichtung
(4) mit einer Heizeinrichtung versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung
durch eine Wärmeübertragungsfläche gebildet wird, die von den Abgasen eines die Kneteinrichtung
(4) antreibenden Verbrennungsmotors (7) beaufschlagt wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
ein Rad (2) des Fahrwerks (1) mit dem Antriebsmotor (7) der Kneteinrichtung (4), vorzugsweise
in Abhängigkeit von der Ausbringgeschwindigkeit der Kneteinrichtung (4) steuerbar
in Verbindung steht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formdüse
(11) mit ihrer Ausstoßrichtung entgegen der Fahrtrichtung (21) des Fahrwerks (1) ausgerichtet
ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrwerk
(1) ein Andruckelement (16) für das aus der Formdüse (11) austretende bandförmige
Bitumenmaterial (15) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement
(16), bezogen auf die Fahrtrichtung (21), dicht hinter der Formdüse (11) angeordnet
ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement
(16) relativ zum Fahrwerk (1) höhenveränderbar mit diesem verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement
(16) gegen die Bodenfläche neben der Nahtfläche (13) anpreßbar geführt ausgebildet
ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrwerk
(1) mit an der Nahtflanke (13) anlegbaren, vorzugsweise relativ zum Fahrwerk (1) quer
verstellbaren Führungselementen (22) versehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
ein Führungselement (22) im Bereich des Andruckelementes (16) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabeeinrichtung
(9) mit einer in Abhängigkeit von der Ausbringgeschwindigkeit der Kneteinrichtung
(4) antreibbaren Zufördereinrichtung für das Bitumenmaterial versehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufördereinrichtung
(9) durch eine Klemmwalzenanordnung gebildet wird.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung
des Auspuffs des Antriebsmotors (7), in Fahrtrichtung (21) gesehen, vor der Mündung
der Formdüse (11) gegen die Nahtflanke (13) gerichtet ausmündet.