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Title:
METHOD FOR PRODUCING A CONCRETE ROAD SURFACE USING DOWELS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/036221
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a concrete road surface, whereby dowels are placed in the concrete material in the area of transverse joints and/or longitudinal joints, said joints being particularly configured as dummy joints. In order to ensure a precise specified position of the dowels, dowels are used which comprise a bulk density that at least essentially corresponds to that of said concrete material during installation.

Inventors:
ZANTIS JOSEF (DE)
UNTERBERG JUERGEN (DE)
RAFFEL THOMAS (DE)
ZECH GERRIT (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/009666
Publication Date:
June 22, 2000
Filing Date:
December 09, 1999
Export Citation:
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Assignee:
TEERBAU GMBH STRASSENBAU (DE)
ZANTIS JOSEF (DE)
UNTERBERG JUERGEN (DE)
RAFFEL THOMAS (DE)
ZECH GERRIT (DE)
International Classes:
E01C11/14; E01C23/04; (IPC1-7): E01C23/04; E01C11/14
Foreign References:
EP0104441A11984-04-04
DE3032495A11982-04-01
US5791816A1998-08-11
DE3032495A11982-04-01
EP0104441A11984-04-04
US5791816A1998-08-11
Attorney, Agent or Firm:
Gesthuysen, Hans Dieter (Huyssenallee 100 Essen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung einer Betonfahrbahndecke (8), bei dem Dü bel (5,6) aus einem Bewehrungsmaterial in bereits verteiltes und ggf. verdichtetes Betonmaterial der Betonfahrbahndecke (8) insbesondere mit zumindest im wesentlichen parallel zur fertigen Fahrbahnoberfläche verlaufender Längserstreckung in eine bestimmte Höhe, insbesondere über einer Unterlagsfläche der Betonfahrbahndecke (8) oder relativ zur Sollhöhe der fertigen Fahrbahnoberfläche, als Sollage vor dem Abbin den bzw. Verfestigen des Betonmaterials eingebracht bzw. gesetzt wer den, dadurch gekennzeichnet, daß Dübel (5,6) verwendet werden, die durch Wahl ihres Materials, Querschnittes und/oder ihrer Form jeweils insgesamt eine mit der des verwendeten Betonmaterials (Frischbeton) bzw. des Betonmaterials beim Einbau zumindest im wesentlichen übereinstimmende Raumdichte aufweisen, so daß die Dübel (5,6) insbesondere beim Einbringen von Rüttelenergie in das noch nicht verfestigte Betonmaterial und durch Schwankungen bei der Betonkonsistenz aus ihrer Sollage zumindest im wesentlichen weder absinken noch aufschwimmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beton fahrbahndecke (8) einlagig, mehrlagig oder mehrschichtig auf einer Un terlagsfläche, wie einem Planum (1), hergestellt wird, und in der Breite insbesondere über einen oder mehrere Fahrstreifen (2) reicht.
3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Fahrbahndecke (8) von oben her in bestimmten Abständen quer zur Fahrrichtung verlaufende Querfugen (3), insbesondere als Scheinfugen, und/oder insbesondere bei größerer Breite der Fahrbahn decke (8) in Fahrrichtung verlaufende Längsfugen (4), insbesondere als Scheinfugen, eingebracht bzw. gebildet werden, daß im Bereich der Fugen (3,4) in bestimmten seitlichen Abständen voneinander angeordnete, die Fugen (3,4) kreuzende Dübel (5,6) aus einem Bewehrungsmaterial, wie zumindest teilweise kunststoffumman teltem Rundstahl, in bereits verteiltes und ggf. verdichtetes Betonmate rial der Fahrbahndecke (8) in eine bestimmte Höhe, insbesondere über der Unterlagsfläche oder relativ zur Sollhöhe der Oberfläche der fertigen Fahrbahndecke (8), als Sollage vor dem Abbinden bzw. Verfestigen des Betonmaterials gesetzt werden, dal3 nach dem Setzen der Dübel (5,6) das Betonmaterial dieser oder ei ner weiteren Lage bzw. Schicht ggf. nachverdichtet und geglättet wird,.
4. Dübel (5,6) oder Dübelaufbau zur Verstärkung von Beton, insbeson dere einer aus Betonmaterial hergestellten Betonfahrbahndecke (8) im Bereich von insbesondere als Scheinfugen ausgebildeten Querfugen (3) und/oder Längsfugen (4), vorzugsweise zumindest teilweise aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (5,6) oder Dübelaufbau insgesamt eine Raumdichte von 2 bis 4 kg/dm3, vorzugsweise bis 3 kg/dm3, insbesondere eine zumindest im wesentlichen mit der Raumdichte des Betonmaterials beim Einbau übereinstimmende Raumdichte, aufweist.
5. Dübel oder Dübelaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (5,6) oder Dübelaufbau einen vorzugsweise geschlosse nen Hohlraum (12) aufweist.
6. Dübelaufbau nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübelaufbau aus dem Dübel (5,6) und daran angeordneten Materialien, wie Füllstoffen, und/oder Teilen, wie Hülsen, Auftriebskörpern, Ab triebskörpern, Verbindungselementen etc., besteht.
7. Betonfahrbahndecke (8) mit im wesentlichen parallel zur Fahrbahn oberfläche verlaufenden, im Bereich von insbesondere als Scheinfugen ausgebildeten Querfugen (3) und/oder Längsfugen (4) angeordneten Dübeln (5,6) oder Dübelaufbauten, dadurch gekennzeichnet, daß die Dübel (5,6) oder Dübelaufbauten gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6 ausgebildet sind.
8. Verwendung eines Dübels (5,6) oder Dübelaufbaus gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6 zur Verstärkung einer Betonfahrbahndecke (8).
Description:
: VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER BETONFAHRBAHNDECKE MIT DÜBEL

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Betonfahr- bahndecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Dübel oder Dübel- aufbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4, eine Betonfahrbahndecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 sowie eine Verwendung eines Dü- bels oder Dübelaufbaus.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Betonfahrbahndecke ist beispielsweise aus der DE-C-30 32 495 bekannt, die den Ausgangspunkt der vorliegen- den Erfindung bildet. Eine Betonfahrbahndecke wird einlagig oder mehrla- gig bzw. mehrschichtig regelmäßig auf einer vorbereiteten Unterlagsfläche, häufig auch als Planum bezeichnet, hergestellt.

Die Betonfahrbahndecke reicht in der Breite über mindestens einen Fahrstrei- fen, häufig auch über zwei oder mehrere Fahrstreifen. In die Fahrbahndecke werden in bestimmten Abständen quer zur Fahrrichtung verlaufende Quer- scheinfugen und bei größerer Breite der Fahrbahndecke auch in Fahrrich- tung verlaufende Längsscheinfugen, insbesondere durch nachträgliches oberseitiges Einschneiden, eingebracht. Diese dienen im Extremfall als Soll- bruchstellen.

Im allgemeinen sind an den Querfugen zur Lastübertragung und zur Siche- rung gegen Veränderungen der Höhenlage Dübel, an den Längsfugen zur Lastübertragung, zur Sicherung gegen Veränderungen der Höhenlage und zur Verhinderung eines Auseinanderwandems Anker vorgesehen. Die Dübel bestehen dabei üblicherweise aus kunststoffummanteltem Rundstahl oder ei- nem anderen Bewehrungsmaterial, während die Anker normalerweise nur zum Teil kunststoffummantelt sind, da sie sich mit dem Material der Beton- fahrbahndecke verbinden sollen. Auch wenn nachfolgend nur auf Dübel Be- zug genommen wird, gilt dies grundsätzlich auch für Anker.

Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Betonfahrbahndecke ist demgemäß mit einer Dübelsetzvorrichtung versehen, mit deren Hilfe die Dübel in eine bestimmte Höhe in das Betonmaterial eingebracht (gesetzt) werden. Dies ge- schieht im wesentlichen durch vertikal gerichtete Kräfte und ggf. unter Auf- bringung von Rüttelenergie, die von sogenannten Dübelzangen auf die Dü- bel bzw. Anker übertragen werden.

Durch das Dübelsetzen ergeben sich Eindrückgassen. Demzufolge ist jeden- falls bei einlagiger Bauweise eine Nachglättung erforderlich, die regelmäßig von einem Nachlaufglätter durchgefiihrt wird.

Die Dübel in dem Betonmaterial der Fahrbahndecke sollen möglichst exakt in der richtigen Höhe-Sollage-liegen, insbesondere etwa in der Mitte der Ge- samthöhe der Fahrbahndecke oder in einem bestimmten Abstand zum Planum oder zu der Fahrbahnoberseite, um definierte Eigenschaften sicherzustellen.

Nach Fertigstellung der Betonfahrbahndecke ist allerdings nicht sicherge- stellt, daß die eingesetzten Dübel wirklich die Sollage beibehalten haben.

Insbesondere das Einbringen von Rüttelenergie nach dem Setzen der Dübel zum Verdichten der zweiten Lage und Schwankungen in der Betonkonsis- tenz können dazu fiihren, daß sich die Dübel verlagern.

Aus der EP-A-0 104 441 ist es bereits bekannt, Stahleinlagen mit Standfü- ßen als Dübel in das Betonmaterial einzubringen. Die Standfüße stützen sich auf der Unterlagsfläche bzw. dem Planum ab. Dadurch wird der durch die Standfüße vorbestimmte Abstand der Stahleinlagen von Planum sicherge- stellt. Derartige Stahleinlagen und deren Setzen bzw. Einbringen von Hand sind mit erheblichen Kosten und erheblichem Aufwand verbunden.

Aus der US-A-5,791,816 ist die Verwendung von Dübeln aus glasfaser- verstärktem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff zur Überbrückung von Fugen bei Betonfahrbahnen bekannt. Die Dübel werden von zuvor montier- ten Abstandhaltern in der gewünschten Höhe gehalten und anschließend in das Betonmaterial eingegossen. Eine schwimmende Verlegung der Dübel ist nicht offenbart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung ei- ner Betonfahrbahndecke, einen Dübel bzw. Dübelaufbau, und Betonfahr- bahndecke und eine Verwendung eines Dübels oder Dübelaufbaus anzuge- ben, so daß bei minimalem Aufwand eine optimale Höhenpositionierung der Dübel in der Betonfahrbahndecke ermöglicht wird.

Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, einen Dübel oder Dübelaufbau gemäß Anspruch 4, eine Betonfahrbahndecke gemäß An- spruch 7 oder eine Verwendung gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Wei- terbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Generell wird die Erfindung nachfolgend zunächst primär anhand des Ein- satzfalles für Querfugen und Dübel erläutert. Entsprechendes gilt ggf. in an- gepaßter Form auch für Längsfugen und Anker. Daher ist hier der Begriff "Dübel"insbesondere so zu verstehen, daß auch Anker umfaßt sind.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Raumdichte des Dübels zu- mindest im wesentlichen der Raumdichte des Betonmaterials beim Einbau, also des noch nicht verfestigten bzw. abgebundenen Betonmaterials, ent- spricht. Hierdurch erübrigt sich insbesondere der Einsatz von Abstandhaltern zur Höhenpositionierung, da die Dübel auch beim nachträglichen Einbringen von Rüttelenergie in das Betonmaterial weder aufschwimmen, noch absin- ken. Die Dübel behalten also ihre Lage, in der sie in das Betonmaterial gesetzt bzw. eingebracht wurden, bei. Daher wird das Erreichen der gewünschten Sollage auf einfache, kostengünstige Weise ohne Abstandhalter ermöglicht.

Dementsprechend ist der Aufwand gering.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs- beispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt : Fig. 1 in schematischer Darstellung in Draufsicht einen Abschnitt einer zweispurigen Betonfahrbahndecke, wobei die Fahrrichtung durch Pfeile angedeutet ist ;

Fig. 2 schematisch, in einer Seitenansicht, einen Beton-Gleitschalungs- fertiger zur Herstellung einer solchen Betonfahrbahndecke, aus- gerüstet mit einer Dübelsetzvorrichtung ; und Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines hohlen Dübels.

Fig. 1 zeigt beispielhaft eine zweispurige Betonfahrbahndecke, die einlagig, mehrlagig oder mehrschichtig auf einer Unterlagsfläche-Planum 1 (Fig. 2)- hergestellt wird. Diese reicht in der Breite beispielsweise über zwei Fahrstrei- fen 2. Fig. 1 verdeutlicht, daß in die Betonfahrbahndecke von oben her in be- stimmten Abständen quer zur Fahrrichtung von Kraftfahrzeugen bzw. quer zu den Fahrstreifen 2 verlaufende Querfugen 3, insbesondere als Scheinfu- gen, und bei größerer Breite der Fahrbahndecke, wie hier, auch in Fahrrich- tung verlaufende Längsfugen 4, insbesondere als Scheinfugen, gebildet sind.

Die Bedeutung dieser Scheinfugen ist im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits erläutert worden. Insbesondere erfolgt deren Herstellung durch spä- teres, teilweises Einschneiden der Fahrbahndecke von oben. Unter dem Be- griff"Fahrrichtung"ist hier generell die Längserstreckung der Fahrstreifen 2 der Betonfahrbahndecke 8-die in Fig. 2 angedeutet ist-zu verstehen, also die Fahrrichtung von Kraftfahrzeugen auf der fertigen Betonfahrbahndecke 8.

Im Bereich der Querfugen 3 sind, wie angedeutet, in bestimmten seitlichen Abständen zueinander angeordnete, die Querfugen 3 kreuzende Dübel 5 aus einem Bewehrungsmaterial, insbesondere aus kunststoffummanteltem Rund- stahl, in das bereits verteilte und ggf. schon verdichtete Betonmaterial der Fahrbahndecke, jedenfalls vor dem Abbinden des Betonmaterials eingesetzt, und zwar insbesondere in eine bestimmte Höhe über dem Planum 1, der Sollage. In entsprechender Weise sind hier im Bereich der Längsfuge 4 in be- stimmten seitlichen Abständen voneinander angeordnete, die Längsfuge 4 kreuzende, üblicherweise als Anker bezeichnete Dübel 6 aus einem Beweh- rungsmaterial, insbesondere aus teilweise kunststoffummanteltem Rundstahl, eingesetzt.

Wie weiter oben bereits erläutert worden ist, wird das Material der Fahrbahn- decke nach dem Setzen der Dübel 5 bzw. 6 ggf. (nach) verdichtet und geglät- tet. Die Lehre der Erfindung ist von besonderer Bedeutung, wenn eine wei- tere Lage bzw. Schicht von Betonmaterial aufgebracht wird. Diese wird dann nämlich durch Einbringen von Rüttelenergie verdichtet und anschließend geglättet. Bei dieser Maßnahme sollen die in der ersten Lage von Betonma- terial gesetzten Dübel 5,6 natürlich möglichst keine Veränderung ihrer Solla- ge erfahren.

Das Problem des Einhaltens der Sollage der Dübel 5 und 6 ist im allgemeinen Teil der Beschreibung ausführlich behandelt worden, darauf darf hingewie- sen werden.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen Beton-Gleitschalungsfertigers 7, der beispielsweise zur Herstellung der Betonfahrbahndecke 8 verwendet wird. Der Fertiger 7 läßt auf dem Planum 1 die entstehende Betonfahrbahn- decke 8 erkennen. Die Fahrrichtung des Fertigers 7 ist durch den Pfeil 11 an- gedeutet. Am Fertiger 7 erkennt man, noch vor einer Druckbohle 7a für die Herstellung einer zweiten Lage, einem Querglätter 7b und einem Längsglätter 7c, eine Dübelsetzvorrichtung 9 mit den daran befindlichen Dübeln 5, noch in Höhe der Oberkante der Betonfahrbahndecke 8, also noch vor dem Ein- bringen (Setzen) der Dübel 5 in das Betonmaterial.

Selbstverständlich kann die Dübelsetzvorrichtung 9 bei entsprechender Modifikation natürlich auch zum Setzen von Ankern bzw. Dübeln 6 entlang der Längsfuge (n) 4 modifiziert werden, wobei dann wahlweise ein einzelnes oder gruppenweises Setzen der Dübel 6 erfolgen kann. Die Ausrichtung der Dübel 6 verläuft dabei im wesentlichen quer zur Arbeitsrichtung des Fertigers 7 bzw. zu der Fahrrichtung bzw. Längserstreckung der Fahrstreifen 2 der zu fertigenden Betonfahrbahndecke 8. Entsprechend ist die Dübelsetzvorrich- tung 9 dann anders ausgerichtet und/oder weist ggf. zusätzliche oder ent- sprechend variable Handhabungseinrichtungen und Setzeinrichtungen auf, um z. B. Dübel 5,6 sowohl als auch oder nur wahlweise entlang von Querfu- gen 3 und Längsfugen 4 setzen zu können.

Die vorschlagsgemäße Lösung sieht vor, die Dübel 5,6 bzw. einen Dübelauf- bau (bestehend aus dem Dübel und ggf. daran angeordneten Materialien, wie Füllstoffen, und/oder Teilen, wie Abtriebskörpern,Auftriebskörpern, Verbindungselementen, usw.) so auszubilden, daß deren bzw. dessen Ge- samtgewicht zumindest im wesentlichen dem Gewicht an verdrängtem Be- tonmaterial, also Frischbeton-und zwar beim Einbau des Dübels bzw. Dü- belaufbaus-entspricht. Mit anderen Worten, die Raumdichte des Dübels bzw. Dübelaufbaus insgesamt, also unter Berücksichtigung evtl. Hohlräume, verschiedener Materialien u. dgl. entspricht zumindest im wesentlichen der Raumdichte des Betonmaterials beim Einbau (oder ist dieser weitgehend an- genähert). So ergibt sich eine Lösung, bei der auf Abstandhalter o. dgl. zur genauen Positionierung verzichtet werden kann.

Beispielsweise sind die Dübel 5,6 jeweils als geschlossene Teile mit einer Raumdichte ausgebildet, die mit der Raumdichte des verwendeten Betonma- terials beim Einbau, also des Frischbetons, zumindest im wesentlichen über- einstimmt. Dies kann durch Wahl des Materials und des Querschnitts bzw. der Form der Dübel 5,6 verhältnismäßig einfach erreicht werden.

Fig. 3 zeigt beispielhaft einen solchen, mit einem Hohlraum 12 versehenen Dübel 5. Hier ist der Dübel 5 hohlzylinderformig ausgebildet und vorzugs- weise aus Stahl hergestellt. Der Hohlraum 12 kann beispielsweise endseitig durch die in Fig. 3 dargestellten, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Stopfen 13, durch endseitiges Verschweißen, Zuquetschen oder in sonstiger Weise verschlossen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Hohlraum 12 mit einem geeigneten, leichten Material verfüllt oder ausgeschäumt sein.

Die genannte Anpassung der Raumdichte des Dübels 5 an den Frischbeton bewirkt, daß die Dübel 5 ihre Sollage beibehalten, da sie, insbesondere beim Rütteln zum Verdichten des Betonmaterials, weder aufschwimmen noch ab- sinken.

Insbesondere ist bei dem hohlen Dübel 5 das Verhältnis der Querschnittsflä- chen der Zylinderwandung zu dem Hohlraum 12 so gewählt, daß der Dübel 5 im geschlossenen Zustand die gewünschte Raumdichte aufweist. Auf diese

Weise kann der Dübel 5 aus Endlosmaterial bedarfsgerecht abgelängt wer- den, wobei immer die richtige Raumdichte sichergestellt ist. Selbstverständ- lich hängt das vorgenannte Querschnittsverhältnis von der Raumdichte des für die Zylinderwandung verwendeten Materials, insbesondere Stahl, und, soweit vorgesehen, von dem Material in dem Hohlraum 12 und ggf. außen- seitig angeordnetem Material ab.

Alternativ oder zusätzlich zu der hohlen Ausbildung kann der Dübel 5 auch mit geeigneten, nicht dargestellten Auftriebskörpem bzw. Abtriebskörpern versehen sein, so daß diese Kombination insgesamt die gewünschte, an das Betonmaterial angepaßte Raumdichte aufweist. Selbstverständlich kann der hohle Dübel 5 auch eine von der beispielhaft dargestellten Hohlzylinderform abweichende Form aufweisen. Entsprechendes gilt natürlich auch für die als Anker vorgesehenen Dübel 6.