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WO2010060980A1 - Fahrbahnabdichtung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Fahrbahnabdichtung und verfahren zu deren herstellung Download PDF

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WO2010060980A1
WO2010060980A1 PCT/EP2009/065948 EP2009065948W WO2010060980A1 WO 2010060980 A1 WO2010060980 A1 WO 2010060980A1 EP 2009065948 W EP2009065948 W EP 2009065948W WO 2010060980 A1 WO2010060980 A1 WO 2010060980A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fiber material
material layer
thermoplastic
adhesive
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/065948
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kai Paschkowski
Dirk Urbach
Raphael Teysseire
Martin Linnenbrink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
Priority to EP09759954A priority Critical patent/EP2370638A1/de
Priority to AU2009319001A priority patent/AU2009319001A1/en
Priority to CN2009801470105A priority patent/CN102224297A/zh
Priority to RU2011126124/03A priority patent/RU2475583C1/ru
Priority to JP2011537984A priority patent/JP2012510013A/ja
Publication of WO2010060980A1 publication Critical patent/WO2010060980A1/de
Priority to US13/117,777 priority patent/US20110250012A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/08—Damp-proof or other insulating layers; Drainage arrangements or devices ; Bridge deck surfacings
    • E01D19/083—Waterproofing of bridge decks; Other insulations for bridges, e.g. thermal ; Bridge deck surfacings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28—Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]

Definitions

  • the invention relates to the field of roadway sealing on a support structure.
  • mastic asphalt as an adhesive between plastic layer and bituminous base course.
  • these systems had the great disadvantage that first the mastic asphalt must be applied at high temperature and the bituminous base course can be applied only after cooling, which on the one hand extended and more expensive because of this additional step, the creation of the sealing or creation process of the road.
  • WO 2008/095215 circumvents the problem by using a concrete pavement. It discloses a concrete carriageway on a concrete support structure with an interposed plastic film and an adhesive layer between the plastic film and concrete carriageway. In order to ensure the adhesion of the concrete pavement with the adhesive layer in this case the sprinkling of quartz sand is proposed in the adhesive layer before its hardening.
  • AT 413 990 B proposes the use of a polyurethane-based adhesive primer on which a loose granulate of synthetic resin is sprinkled to improve the bond between the plastic film and the bituminous base layer.
  • the spreading of granulate is associated with some problems, in particular, a uniform job is difficult to achieve and it can lead to scattering of the granules, especially on wind-exposed concrete support structures, for example, that large amounts of granules are weggewindet, leading to unwanted loss of material or uncontrolled loss of liability leads.
  • JP 2004-068363 finally discloses the application of an adhesive, in particular an ethylene-vinyl acetate copolymer, by means of a primer to the plastic film, in particular in the form of a film with holes.
  • an adhesive in particular an ethylene-vinyl acetate copolymer
  • a primer must be applied in an additional step, and that in addition by the adhesive introduced over the entire surface a large amount of polymer is introduced into the composite, which weakens the mechanics of the composite.
  • the object of the present invention is therefore to provide a
  • Claim 1 and a roadway structure according to claim 11 of this problem can be solved.
  • Such a roadway structure also has a favorable long-term behavior even under high axle loads of vehicles.
  • This Method makes it possible to seal a roadway on a support structure, in particular on a concrete support structure in a fast and cost-effective manner.
  • Cast asphalt can be dispensed with.
  • a particularly great advantage is that the adhesive material having fiber material layer, or the film, the solid at room temperature thermoplastic after its laying, or applied, immediately committed, or driven, and can be directly overlaid if necessary with the bituminous base course , so that compared to the prior art, strong shortened working hours.
  • the present invention relates, in a first aspect, to a method of manufacturing a pavement structure comprising the steps of: (i) applying a primer to a support structure, in particular applying a concrete primer to a concrete structure; (ii) applying a plastic film to that primed after step (i)
  • Fiber material layer is brought into contact with the plastic film
  • a primer is applied to a support structure.
  • Such a support structure is preferably a structure of civil engineering.
  • this may be a bridge, a gallery, a tunnel, a ramp or departure ramp or a parking deck.
  • a preferred example of such a support structure is a bridge.
  • This required for the roadway supporting structure is a structure of a material which may have a supporting function.
  • this material is a metal or a metal alloy or a concrete, in particular a reinforced concrete, preferably a reinforced concrete.
  • a support structure is a concrete bridge.
  • a primer in particular a concrete primer, is present.
  • a “primer” in this document is generally understood to mean a thin layer of a polymer applied to a substrate, which improves the adhesion between this substrate and another substrate
  • a primer has a flowable consistency at room temperature and is prepared by painting, painting, rolling, It should be noted that the term “flowable” here will refer not only to liquid, but also to higher viscosity, honey-like to pasty materials, the shape of which is adjusted under the influence of gravitational force.
  • concrete primer means a thin layer of a polymer applied to the concrete, which improves the adhesion of concrete to another substrate, especially concrete primers based on epoxy resin, in particular two-component epoxy resin primers, one of which (ie The first component contains an epoxy resin, in particular an epoxy resin based on bisphenol A diglycidyl ether, and the other (ie second) component contains a hardener, in particular a polyamine or a polymercaptan Furthermore, the concrete primers are advantageously liquid, in particular having a viscosity of less than 10'000 mPas, preferably between 10 and 10000 mPas, so that they can penetrate into the concrete surface.
  • Particularly preferred concrete primers are two-component, low-viscosity, epoxy resin primers, such as they are under the trade name Sikafloor or Sikagard® of Sika Germany GmbH, or Sika Switzerland AG, are sold. Particularly preferred concrete primers are Sikafloor®-156 Primer and Sika
  • step (i) and step (ii) in the primer preferably in the concrete primer, inorganic bedding agents, in particular sand, preferably quartz sand, are interspersed.
  • inorganic bedding agents in particular sand, preferably quartz sand
  • this inorganic bedding agent has a maximum particle size of less than 1 mm, in particular between 0.1 and 1 mm, preferably between 0.3 and 0.8 mm.
  • the amount of such bedding agents should be such that the primer is not completely covered, but that there are always places in the structure where the primer is in direct contact with the plastic film.
  • the use of bedding agent is advantageous for the bond between the plastic film and the primer or the support structure.
  • the primer at least partially flows around the grain surface and thus a larger contact surface between the plastic film and primer is created, and / or that is strongly locally reinforced by the inorganic litter, the primer layer, so that conveyed or absorbed can be, and / or that by the litter a purely mechanical anchoring between plastic film and primer done by the integrated into the matrix of the primer grains lead to a roughened primer surface and these grains embed in the surface of the preferably elastic plastic film.
  • the plastic film receives a significantly larger contact surface, since it is applied to a primer surface, which has a significantly larger surface area due to the roughening caused by the roasting agent.
  • the layer thickness of the primer is also strongly dependent on the surface roughness of the support structure and whether or not bedding agents are used.
  • the average layer thickness of the primer is typically between 100 micrometers and 10 millimeters, advantageously the average layer thickness of the primer layer is less than 3 mm, preferably between 0.3 and 2 mm.
  • the plastic film should be as waterproof as possible and even under prolonged influence of water or moisture, do not decompose or be mechanically damaged.
  • plastic films in particular such films are suitable, as they are used for sealing purposes, especially for the roof construction or for the bridge sealing purpose in the prior art.
  • the plastic films made of a material having a softening point of about 140 0 C, preferably between 160 0 C and 300 0 C, manufactured are.
  • the plastic film should advantageously have an at least low degree of elasticity, for example, to be able to bridge stresses caused by temperature differences between asphalt and support structure or tears caused by cracks in the support structure or the support layer without the plastic film is damaged or cracked and would affect the sealing function of the plastic film .
  • plastic films based on polyurethanes or polyureas or poly (meth) acrylates or epoxy resins are particularly preferred.
  • the plastic film can be used as a prefabricated web.
  • the plastic film is preferably produced by an industrial process in a film factory and arrives at the construction site preferably in the form of plastic film from a roll used. It is advantageous if, in this case, the plastic film is brought into contact with the primer before its complete hardening or hardening.
  • the plastic film can also be produced on site, for example by a crosslinking reaction of reactive components which are mixed and applied on site. Particularly advantageous have sprayed plastic films proven.
  • the plastic film advantageously has a layer thickness in the millimeter range, typically between 0.5 and 15 mm, preferably between 1 and 4 mm.
  • plastic film are polyurethane films, in particular sprayed films of two-component polyurethanes.
  • the core of the present invention is the guarantee of the bond between the plastic film and the bituminous base layer by means of the application of an adhesive layer containing at least one adhesive, which is a thermoplastic which is solid at room temperature. It is essential to the essence of the invention that this thermoplastic, which is solid at room temperature, be bonded (adhered) when applied to the building site, i.e., at room temperature. not in the form of loose granules, is used.
  • adhesive in this document describes both
  • thermoplastic which, when melted, becomes solidified in fiber pores or interstices and subsequently solidified, and thus anchored to or in the fiber, is said to be adherent.
  • an application of a plastic primer is applied to the plastic film in a step (Ni ').
  • a fiber material layer is applied in step (iv 1 ).
  • one side of a solid at room temperature thermoplastic is applied adhering. The application of the fiber material layer takes place in such a way that the side of the fiber material layer opposite the thermoplastic side is brought into contact with the plastic primer.
  • Plastic primers used are, in particular, primers on two-component polyurethanes or epoxides.
  • the fiber material layer is composed of fibers.
  • the fibers are in this case of inorganic, organic or synthetic material.
  • Fibers of inorganic material are in particular glass fibers and carbon fibers. In particular, it is cellulose, cotton fibers or synthetic fibers. Fibers made of polyester or of a homo- or copolymers of ethylene and / or propylene or of viscose may be mentioned as synthetic fibers.
  • the fibers may here be short fibers or long fibers, spun, woven or non-woven fibers or filaments.
  • the fibers may be directional or stretched fibers.
  • the fibers consist of tensile or high tensile strength fibers, in particular of glass, carbon or aramids.
  • fiber material layers are used, which are a woven, laid or knitted fabric.
  • Preferred are felts or fleeces or knitted fabrics. Particular preference is given to nonwovens.
  • the fibrous material layer may be a looser material of staple fibers, filaments, the cohesion of which is generally given by the inherent adhesion of the fibers.
  • the individual fibers may have a preferred direction or be undirected.
  • the fibrous material layer composed of fibers can be mechanically consolidated by needling, meshing or by swirling by means of sharp water jets and typically has a basis weight of about 300 g / m 2 and can be transported as mats or in the form of rolls.
  • the fiber material layer is used in the form of mats or rolls. This considerably facilitates the laying.
  • thermoplastic fixed thereon is used in the correct amount, both in terms of its spatial distribution and in terms of the absolute amount (neither too much nor too little).
  • the fibers of the fiber material layer may also be due to organic
  • the fiber material layer may further contain additives, such as adhesion promoters, fiber sizes or biocides.
  • a biocide is used to control pathogenic microorganisms, such as bacteria, viruses, spores, small and mold fungi, or to control microorganisms that can attack and decompose the fibers, the plastic film or the primer.
  • the biocide may be present on or in the fibers.
  • fibers are sprayed with a biocide or immersed in a biocide.
  • the biocide is used in the manufacture or processing of the fibers and is thus incorporated into the fibers.
  • Thermoplastic is fixedly attached to the fiber material layer.
  • the thermoplastic is located on the surface of the fiber material layer.
  • the thermoplastic can be connected to the fiber material layer with varying degrees of adhesion, ie adhering. It is basically only essential that there be a bond between the fiber material layer and the thermoplastic which prevents substantial amounts of thermoplastics from being removed by wind or light movements such as are present during application of the fiber material layer in step (iv 1 ).
  • the thermoplastic can on the one hand only be present on the surface or on the other hand can also penetrate differently in the fiber material layer.
  • the thermoplastic can be applied over the entire surface of the fiber material layer or such that the fiber material layer surface is only partially covered by thermoplastic.
  • thermoplastic especially organic polymers are preferred which have a melting point above 100 0 C, preferably between 100 0 C and 180 ° C, preferably between 110 0 C and 140 ° C.
  • Any melting point of polymers in this document is understood as softening points (Softening point) measured by the Ring & Ball method according to DIN ISO 4625 understood.
  • unsaturated monomers are those monomers which are selected from the group consisting of ethylene, propylene, butylene, butadiene, isoprene, styrene, vinyl esters, in particular vinyl acetate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylates, methacrylates and acrylonitrile.
  • thermoplastics which are solid at room temperature are polyolefins, in particular poly- ⁇ -olefins. Most preferred as room temperature solid thermoplastics are atactic poly- ⁇ -olefins (APAO).
  • APAO atactic poly- ⁇ -olefins
  • Ethylene / vinyl acetate copolymers which have proven to be solid at room temperature are most preferred, in particular those having a vinyl acetate content of less than 50%, in particular having a vinyl acetate content of between 10 and 40%, preferably 15 to 30%.
  • thermoplastic which is solid at room temperature is preferably applied in the form of thermoplastic spheres adhering to the surface of the fiber material.
  • the amount of thermoplastic is advantageously such that on the one hand enough thermoplastic is present to a good bond to the bituminous base layer can be achieved and on the other hand not too much Thermoplastic is present, which would prevent a rolling of the fiber material.
  • thermoplastic is preferably applied to the fiber material layer in an industrial process. This can be done by melting and spraying or knife coating with this melt or, preferably, by applying thermoplastic granules to the fiber material layer and then fixing by the influence of heat while melting the thermoplastic.
  • thermoplastic granules preferably have a diameter of 1 to 10 mm, in particular from 3 to 6 mm.
  • thermoplastic which is solid at room temperature and adheres to the surface of the fiber material layer in the form of a roll.
  • the fiber material layer simply reaches the construction site where it can be unrolled and cut to the required dimensions. This is a very cost and time efficient step.
  • the application of the fiber material layer in step (iv 1 ) preferably takes place within the open time of the plastic primer.
  • the plastic primer already has a certain inherent strength at this time, it is at least slightly tacky. This has the great advantage that the fiber material layer is fixed on the substrate and their slippage is largely prevented. This is particularly advantageous when working under great wind influence.
  • the application of the fiber material layer in the still sticky plastic primer causes a time saving, since it does not have to wait until the primer is cured.
  • the application of the fiber material layer is preferably carried out by standing on the fiber material layer and moving on the structure by rolling the fiber material layer and moving on the unrolled fiber material layer. Due to the porosity of the fiber material layer is ensured that although a good contact with the plastic primer takes place, but this the Fiber material layer does not penetrate completely, so that the user does not come into contact with the still sticky plastic primer.
  • step (ii) in step (Ni "), a fiber material layer is applied, on which an adhesive hot-melt adhesive is applied on one side and a solid at room temperature on the other side
  • Adhesive applied thermoplastic primerlos applied to the plastic film The application of the fiber material layer takes place here in such a way that the hotmelt adhesive side having the fiber material layer is brought into contact with the plastic film.
  • pressure-sensitive hot-melt adhesive conventional pressure-sensitive hot-melt adhesives can be used. Particularly advantageous are pressure-sensitive hot-melt adhesives based on rubber, polyolefin or (meth) acrylate
  • the pressure-sensitive hotmelt adhesive is preferably applied to the surface of the fiber material layer via a slot nozzle or spray nozzle.
  • the layer thickness of the pressure-sensitive hotmelt adhesive is typically between 10 and 100 micrometers, in particular between 30 and 50 micrometers.
  • the hotmelt adhesive is protected with a release paper, for example a siliconized paper.
  • the release paper is removed at the construction site, so that the hotmelt adhesive brought into contact with the plastic film can be.
  • the hotmelt adhesive ensures that the fiber material layer is fixed on the plastic film and its slippage is largely prevented. This is particularly advantageous when working under great wind influence.
  • step (Ni "') a film of a thermoplastic which is solid at room temperature and which is coated on one side with a pressure-sensitive hotmelt adhesive is applied to the plastic film without primer. fabric-containing side is brought into contact with the plastic film.
  • the film of the thermoplastics which are solid at room temperature is preferably produced by an extrusion process or a calendering process in which a hot-melt adhesive is preferably applied to the surface of the thermoplastic film by means of a slot nozzle or spray nozzle on one side of the film.
  • the layer thickness of the pressure sensitive hotmelt adhesive is typically between 10 and 100 micrometers, in particular between 30 and 50 micrometers.
  • the layer thickness of the thermoplastic film is in particular between 0.5 mm and 1.5 cm, preferably between 0.5 mm and 5 mm, preferably between 1 mm and 3 mm.
  • thermoplastic films In order to prevent unwanted bonding of the thermoplastic films to one another, in particular when they are rolled, it is advantageous if the hotmelt adhesive is protected with a release paper, for example a siliconized paper.
  • a release paper for example a siliconized paper.
  • thermoplastic and pressure-sensitive hot melt adhesives With respect to the solid at room temperature thermoplastic and pressure-sensitive hot melt adhesives and their preferences, reference is made to the statements made to the first and second variants.
  • the release paper is removed on the construction site, so that the pressure-sensitive hot-melt adhesive can be brought into contact with the plastic film.
  • the hotmelt adhesive ensures that the fiber material layer is fixed on the plastic film and its slippage is largely prevented. This is particularly advantageous when working under great wind influence.
  • the first two variants are preferred, since here the mechanical reinforcement represents a significant advantage.
  • the second variant is the most preferred because it provides the advantages of mechanical reinforcement and, thanks to the elimination of a step of applying a plastic primer primer-fast sequence of work on site.
  • step (v) a bitumen-based supporting layer is applied.
  • This base layer represents the road surface, which is in direct contact with vehicles.
  • the bituminous base layer is heated prior to application to a temperature of typically 140 0 C to 160 0 C and preferably rolled by means of roller.
  • the application of the bituminous support layer is well known to the person skilled in the art and will therefore not be discussed further here.
  • the base layer can have the other possible components known to those skilled in the art.
  • the person skilled in the art knows the nature and quantity of the constituents of bitumen-based compositions which are used for the construction of roadways. Of particular importance here is the fact that the support layer usually to a significant extent mineral fillers, especially sand or grit have.
  • thermoplastic When contacting the molten bitumen with the solid at room temperature thermoplastic melts this depending on the melting point on or on. If it melts, it can - depending on the nature of the thermoplastic - form a largely homogeneous thermoplastic layer or dissolve close to the surface in the bitumen and form a thermoplastic-containing boundary phase layer. Thus, it is well within the spirit of the present invention that the room temperature solid thermoplastic need not form an individual layer.
  • Applying the fiber material layer, or thermoplastic film can take place, since the fiber material layer, or thermoplastic film, is dry and accessible or passable. In particular, neither curing, cooling or an additional intermediate step has to be awaited until the bitumen can be applied.
  • the roadway construction thus produced has the significant advantage that a long-lasting bond among the individual layers is ensured among each other, that it is dimensionally stable and reinforced by the use of fiber material layer even under large axle loads, which in particular during bending or lateral offset of the layers to each other is particularly advantageous.
  • mechanical anchoring of the plastic primer or hotmelt adhesives on the one hand and of the bitumen directly or indirectly via binding via the room temperature solid thermoplastic on the other hand allows, which manifests itself in a further increase in the bond between the layers. This results in significantly less fatigue cracks, which the sealing function of the Can affect roadway construction.
  • This method presented here thus not only saves time in the manufacture of the roadway structure, but brings further savings in maintenance, since the repair or renewal intervals means can be extended.
  • the present invention relates to fiber material layer, on which on one side a solid at room temperature thermoplastic, in particular in the form of adhering to the surface of the fiber material thermoplastic balls, is adhesively applied.
  • the side of the fiber material layer opposite the thermoplastic side has a pressure sensitive hotmelt adhesive.
  • the fiber material layer can be produced in particular by a process in which a layer of a fiber material is sprinkled with a granulate of thermoplastic material that is solid at room temperature and then heated by means of a heat source.
  • one side of a fibrous material layer is coated with a pressure-sensitive hotmelt adhesive, with which
  • Thermoplastic be applied to different sides of the fiber material.
  • the present invention relates to a roadway construction comprising a support structure, in particular a concrete support structure, the surface of which is coated with a primer, in particular with a concrete primer on which a plastic film is applied, as well as a bitumen-based support layer and a plastic film between the support layer Adhesive layer, wherein the adhesive layer has a fiber material layer and at least one adhesive. At least one of the adhesives is a thermoplastic that is solid at room temperature.
  • thermoplastic and pressure-sensitive adhesive are referred to here as an adhesive.
  • thermoplastic of the adhesive layer which is solid at room temperature, is preferably located between the fiber material layer and the bitumen-based base layer.
  • the adhesive layer has in one variant in particular one
  • Plastic primer which is located between fiber material layer and plastic film.
  • the adhesive layer has in particular a pressure-sensitive hot-melt adhesive which is located between the fiber material layer and the plastic film.
  • the fiber material layer is a fiber fleece.
  • the plastic film is a polyurethane film, in particular a sprayed film of two-component polyurethanes.
  • FIG. 1 shows a cross section through a support structure with applied primer and plastic film (situation during or after step (ii)).
  • FIG. 2 shows a longitudinal cross section through a production plant for the production of a fiber material layer;
  • FIG. 3 shows a longitudinal cross section through a production plant for the production of a fibrous material layer with hotmelt adhesive;
  • 4a shows a cross section through a fiber material layer;
  • FIG. 4b shows a cross section through a fiber material layer with applied pressure sensitive hotmelt adhesive;
  • FIG. Fig. 4c shows a cross section through thermoplastic film with a
  • Fiber material layer with applied pressure sensitive hot melt adhesive 5 shows a cross section through a support structure with applied primer
  • Plastic film, plastic primer and fiber material layer (situation during or after step (iv 1)); 6 shows a cross section through a support structure with applied primer,
  • Fig. 7 shows a cross section through a carrier structure with applied primer
  • Plastic film and thermoplastic film with pressure-sensitive hot-melt adhesive (situation during or after step (Ni "'));
  • Fig. 8 shows a cross section through a roadway structure.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a concrete support structure 2 with applied concrete primer 3 and plastic film 4.
  • a two-component epoxy resin concrete primer 3 was applied to the concrete support structure 2.
  • a quartz sand (not shown in Fig. 1) with the grain size of 0.4 mm sprinkled into the primer.
  • a two-component polyurethane plastic film 4 was sprayed in a layer thickness of 4 mm.
  • FIG. 1 shows the situation of the roadway structure after step (ii).
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal cross section through a production plant for the production of a fiber material layer.
  • a fiber material layer 6 is fed via a deflection roller 18 of the coating installation.
  • a Granulatstreuer 15 a solid at room temperature thermoplastic 7 ", an EVA having a melting point of 140 0 C, as spherical granules with a diameter of 3 to 4 mm, sprinkled onto the fiber material layer 6 and heated by a heat source 14, so that Thermoplastic 7 "melts easily on the surface and is able to wet or flow in contact with the fibers in contact with it.
  • thermoplastic 7 cools while passing through a cooling zone downstream of the heat source 14 so that the thermoplastic is bonded to the fibrous material layer, followed by the fiber material layer 6 with thermoplastic balls adhering to the surface of the fibrous material by means of the winding device 16 2 shows an enlarged schematic detail of such a roll of a coiled fiber material layer 6 with adhering thermoplastic 7 ".
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal cross section through a production plant for the production of a fibrous material layer with adhesive hotmelt adhesive.
  • FIG. 1 shows the coating of the rear side of the fibrous material layer 6.
  • a hot-melt adhesive T from a hotmelt adhesive application device 17 is applied to the entire surface of the fibrous material in a layer thickness of 50 microns. After cooling and the deflection of the fiber material layer by deflection rollers 18 of the Hotmelt adhesive T brought into contact by supplying a siliconized release paper 13 and covered and rolled up together.
  • section of the roller 12 are individual layers of release paper 13, hot-melt adhesive T, fiber material layer 6 and adhering to the surface of the fiber material thermoplastic balls 7 "can be seen.
  • thermoset 7 which is solid at room temperature, is adhesively applied in the form of thermoplastic spheres adhering to the surface of the fiber material, such a fiber material layer being produced by means of a production plant or process. as it or, it was described in Figure 2 was prepared.
  • FIG. 4b shows a schematic cross section through a fiber material layer 6, on which on one side a thermoplastic 7 ", which is solid at room temperature, is adhesively applied in the form of thermoplastic spheres adhering to the surface of the fiber material and the side 9 opposite the thermoplastic 7" "
  • the fiber material layer has a pressure-sensitive hot-melt adhesive T.
  • a fiber material layer of this type was produced by means of a production plant or processes, as described in FIG.
  • FIG. 4c shows a schematic cross section through a film (10) of a thermoplastic 7 "which is solid at room temperature and is coated on one side with hot-melt adhesive T.
  • FIG. 5 shows a schematic cross section through a support structure 2 with applied primer 3, plastic film 4, plastic primer T and fiber material layer 6 with thermoplastic 7 ".
  • a plastic primer T was applied in step (Ni ').
  • the plastic primer is preferably a two-component polyurethane primer.
  • a fiber material layer 6 with solid thermoplastic 7 " as described in Figure 4a, placed in the not yet fully cured plastic primer T in step (iv 1 ) .This is done so that the thermoplastic ( 7 ") having side (9 ') opposite side (9") of the fiber material layer (6) with the plastic primer (7') is brought into contact.
  • FIG. 6 shows a schematic cross section through a supporting structure
  • a fibrous material layer 6 with hotmelt adhesive T and with solid thermoplastic 7 ", as described in FIG. 4b, is now primed or not, in step (Ni") applied the plastic film 4. This is done so that the pressure-sensitive adhesive having side 9 '"of the fiber material layer 6 is brought into contact with the plastic film 4.
  • FIG. 7 shows a schematic cross-section through a support structure 2 with applied primer 3, plastic film 4, pressure sensitive hotmelt adhesive T ', and thermoplastic film 10.
  • the interlayer of the roadway structure as described in FIG. 1 is or became, in step (Ni "') now a film 10 of a solid at room temperature thermoplastic 7", which on the plastic film 5 facing side 11 of the film 10 has a hot-melt adhesive T, primerlos applied to the plastic film 4.
  • FIG. 8 shows a schematic cross section through a roadway structure. Following the intermediate stage of the pavement structure as described in Fig. 5 or 6, hereinafter a bituminous base support layer 8 in step (v) was applied.
  • the thermoplastic spheres 7 “were heated by contact with the molten bitumen and melted in. For the sake of simplicity, in the illustration shown here, the thermoplastic 7" was shown as a full-surface layer.
  • T adhesive plastic primer, hot-melt adhesive
  • thermoplastic 7 having side 9 'opposite side of the fiber material layer.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrbahnaufbaus (1). Für die Gewährleistung eines guten Verbundes zwischen Kunststofffolie und Tragschicht auf Bitumenbasis wird eine Haftschicht, welche zumindest eine Faserwerkstoff Schicht und einen bei Raumtemperatur festen Thermoplasten (7'') aufweisen. Dieses Verfahren erlaubt eine schnelle und effiziente Erstellung eines Fahrbahnaufbaus (1).

Description

FAHRBAHNABDICHTUNG UND VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Abdichtung von Fahrbahnen auf einer Tragstruktur.
Stand der Technik
Fahrbahnen, welche auf einer Tragstruktur, insbesondere auf einer Betontragstruktur, aufgebracht sind häufig anzutreffen, insbesondere als Brücken. Derartige Betontragstrukturen werden typischerweise durch Bitumenbahnen abgedichtet. Aufgrund des thermoplastischen Verhaltens sind Bitumenbahnen jedoch anfällig auf Temperaturschwankungen. Elastische Kunststoffbahnen hingegen, weisen ein über einen breiten Temperaturbereich konstantes elastisches Verhalten auf und erfüllen somit ihre Funktion als Abdichtung auch unter extremen Temperaturbedingungen. Als oberste Schicht wird im Strassenbau üblicherweise eine Tragschicht auf Bitumenbasis aufgebracht. Es stellt sich jedoch hierbei das Problem, dass ein guter Haftverbund zwischen der Tragschicht und dem Material der Tragstruktur, insbesondere dem Beton vorhanden sein muss, was natürlich die Haftungen aller Zwischenschichten mit umfasst. Insbesondere die Haftung zwischen Kunststofffolie und bituminöser Tragschicht stellt hierbei ein aufgrund der beteiligten Materialien ein sehr schwierig zu lösendes Problem dar.
Ein Ansatzpunkt zur Lösung dieses Problems liegt in der Verwendung von Gussasphalt als Haftmittel zwischen Kunststoffschicht und bituminöser Tragschicht. Diese Systeme wiesen jedoch den grossen Nachteil auf, dass zuerst der Gussasphalt bei hoher Temperatur aufgetragen werden muss und die bituminöse Tragschicht erst nach dem Erkalten aufgetragen werden kann, was einerseits aufgrund dieses zusätzlichen Schrittes die Erstellung des Abdichtungs- beziehungsweise Erstellungsprozess der Fahrbahn verlängert und verteuert. Andererseits hat sich gezeigt, dass derartige Fahrbahnen aufgrund der hohen Achslasten der die Fahrbahn benutzenden Fahrzeuge sich die Fahrbahnen verformen und innert kurzer Zeiten zu ungewollten Schädigungen des Fahrbahnbelages führen. WO 2008/095215 umgeht das Problem, indem sie eine Betonfahrbahn verwendet. Sie offenbart eine Betonfahrbahn auf einer Betontragstruktur mit einer dazwischen liegenden Kunststofffolie sowie einer Haftschicht zwischen Kunststofffolie und Betonfahrbahn. Um die Haftung der Betonfahrbahn mit dem Haftschicht zu gewährleisten wird hierbei das Einstreuen von Quarzsand in die Haftschicht vor dessen Erhärtung vorgeschlagen.
AT 413 990 B schlägt zur Verbesserung des Verbundes zwischen Kunststofffolie und bituminöser Tragschicht die Verwendung eines Klebeprimer auf Polyurethanbasis vor, auf welche ein loses Granulat von synthetischem Harz aufgestreut wird. Das Aufstreuen von Granulat ist jedoch mit einigen Problemen verbunden, insbesondere ist ein gleichmässiger Auftrag schwierig zu erreichen und es kann beim Ausstreuen des Granulates insbesondere auf windexponierten Betontragstrukturen beispielsweise dazu führen, dass grosse Mengen an Granulat weggewindet werden, was zu ungewollten Materialverlus- ten oder zu unkontrollierter Haftverlusten führt.
JP 2004-068363 schliesslich offenbart die Aufbringung von einem Klebstoff, insbesondere einem Ethylen-Vinylacetat Copolymer, mit Hilfe eines Primers auf die Kunststofffolie, insbesondere in Form von einer Folie mit Löchern. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass ein Primer in einem zusätzlichen Schritt aufgebracht werden muss, und dass zusätzlich durch den vollflächig eingebrachten Klebstoffs eine grosse Menge an Polymer in den Verbund eingebracht wird, welche die Mechanik des Verbundes schwächt.
Darstellung der Erfindung Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen
Fahrbahnaufbau zur Verfügung zustellen, welcher einfach und rationell erstellt werden kann und durch eine kontrollierte Aufbringung von Haftmittel zwischen Kunststofffolie und bituminöser Tragschicht zu einem gutem Haftverbund führt, ohne dass die Mechanik des Verbundes stark geschwächt wird. Überraschenderweise zeigte sich, dass mit einem Verfahren gemäss
Anspruch 1 und einem Fahrbahnaufbau gemäss Anspruch 11 dieses Problem gelöst werden kann. Ein derartiger Fahrbahnaufbau weist zudem ein günstiges Langzeitverhalten auch unter hohen Achslasten von Fahrzeugen auf. Dieses Verfahren erlaubt es, auf schnelle und kosteneffiziente Art und Weise eine Fahrbahn auf einer Tragstruktur, insbesondere auf einer Betontragstruktur, abzudichten.
Es zeigte sich, dass ein derartiger Fahrbahnaufbau unter anderem unter Verwendung einer Faserwerkstoffschicht gemäss Anspruch 4 erstellt werden kann. Der grosse Vorteil hierbei liegt, dass das notwendige Haftmittel in einem industriellen Prozess auf der Faserwerkstoffschicht kontrolliert verteilt und fixiert werden kann und dass diese Faserwerkstoffschicht mit Haftmittel vorkonfektioniert auf der Baustelle zum Einsatz gebracht werden kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass auf die Verwendung eines
Gussasphaltes verzichtet werden kann. Ein besonders grosser Vorteil liegt darin, dass die das Haftmittel aufweisende Faserwerkstoffschicht, beziehungsweise die Folie, des bei Raumtemperatur festen Thermoplasten nach dessen Auslegen, bzw. Aufbringen, sofort begangen, beziehungsweise befahren, werden kann und bei Bedarf unmittelbar mit der bituminösen Tragschicht überschichtet werden kann, so dass sich gegenüber dem bekannten Stand der Technik starke verkürzte Arbeitszeiten ergeben.
Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrbahnaufbaus umfassend die Schritte: (i) Aufbringen eines Primers auf eine Tragstruktur, insbesondere Aufbringen eines Betonprimers auf eine Betonstruktur; (ii) Aufbringen einer Kunststofffolie auf die nach Schritt (i) geprimerte
Tragstruktur; sowie anschliessend entweder
(Ni') Aufbringen eines Kunststoffprimers auf die Kunststofffolie; (iv1) Aufbringen einer Faserwerkstoffschicht, auf weicher einseitig ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast anhaftend aufgebracht ist, wobei das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht derart erfolgt, dass die der Thermoplast aufweisenden Seite gegenüberliegende Seite der Faserwerkstoffschicht mit dem Kunststoffprimer in Kontakt gebracht wird; oder
(iii") Aufbringen einer Faserwerkstoffschicht, auf welcher auf der einen
Seite ein Haftschmelzklebstoff aufgebracht ist und auf der anderen Seite ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast anhaftend aufgebracht ist, wobei das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht derart erfolgt, dass die Haftschmelzklebstoff aufweisende Seite der
Faserwerkstoffschicht mit der Kunststofffolie in Kontakt gebracht wird; oder
(iii'") Aufbringen einer Folie eines bei Raumtemperatur festen Thermoplasten, welche auf der der Kunststofffolie zugewandten
Seite der Folie einen Haftschmelzklebstoff aufweist; und (v) Aufbringen einer Tragschicht auf Bitumenbasis.
In einem ersten Schritt (i) wird ein Primer auf eine Tragstruktur aufgebracht.
Eine derartige Tragstruktur ist vorzugsweise ein Gebilde des Hochoder Tiefbaus. Insbesondere kann dies eine Brücke, eine Galerie, ein Tunnel, eine Auffahr- oder Abfahrrampe oder ein Parkdeck sein. Als bevorzugtes Beispiel einer derartigen Tragstruktur gilt eine Brücke. Diese für die Fahrbahn notwenige Tragstruktur ist eine Struktur aus einem Material, welche eine tragende Funktion aufweisen kann. Insbesondere ist dieses Material ein Metall oder eine Metalllegierung oder ein Beton, insbesondere ein armierter Beton, bevorzugt ein Stahlbeton.
Als meist bevorzugtes Beispiel einer derartigen Tragstruktur gilt eine Brücke aus Beton. Auf der Tragstruktur ist ein Primer, insbesondere ein Betonprimer, vorhanden. Unter einem „Primer" wird in diesem Dokument generell eine dünne Schicht eines auf einem Substrat aufgebrachten Polymers verstanden, welche die Haftung zwischen diesem Substrat und einem weiteren Substrat verbessert. Ein Primer weist bei Raumtemperatur fliessfähige Konsistenz auf und wird durch Aufstreichen, Anstreichen, Aufrollen, Aufsprühen, Giessen oder Aufpinseln auf das Substrat aufgebracht. Es ist zu bemerken, dass hierbei mit dem Term „fliessfähig" nicht nur flüssige, sondern auch höher viskose honigartige bis pastöse Materialen bezeichnen werden, deren Form unter dem Einfluss der Erdanziehungskraft angepasst wird.
Als „Betonprimer" wird in diesem Dokument eine dünne Schicht eines auf dem Beton aufgebrachten Polymers verstanden, welche die Haftung von Beton zu einem weiteren Substrat verbessert. Insbesondere als Betonprimer gelten Primer auf Epoxidharzbasis. Insbesondere sind dies zweikomponentige Epoxidharzharz-Primer, deren eine (d.h. erste) Komponente ein Epoxidharz, insbesondere eine Epoxidharz auf Basis von Bisphenol-A-Diglycidylether, enthält und die andere (d.h. zweite) Komponente einen Härter, insbesondere ein Polyamin oder ein Polymercaptan, enthält. Als besonders bevorzugt gelten Epoxidharz-Primer, welche keine Füllstoffe aufweisen. Weiterhin vorteilhaft sind die Betonprimer dünnflüssig, insbesondere mit einer Viskosität von unter 10'0OO mPas, bevorzugt zwischen 10 und 1 '0OO mPas, so dass sie in die Betonoberfläche eindringen können. Besonders bevorzugt als Betonprimer gelten zweikomponentige, dünnflüssige, Epoxydharzprimer, wie sie unter den Handelsreihennamen Sikafloor® oder Sikagard® von Sika Deutschland GmbH, beziehungsweise Sika Schweiz AG, vertrieben werden. Als Betonprimer besonders bevorzugt sind Sikafloor®-156 Grundierung und Sikagard®-186.
Für andere Materialien gibt jeweils es adäquate Primer, für Stahl Stahlprimer, wie sie dem Fachmann bekannt sind.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn zwischen Schritt (i) und Schritt (ii) in den Primer, bevorzugt in den Betonprimer, anorganische Einstreumittel, insbesondere Sand, bevorzugt Quarzsand, eingestreut werden. Um einen guten Verbund zwischen Einstreumittel und Primer, insbesondere Betonprimer, zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn dieses Einstreumittel vor dem Erhärten des Primers eingestreut wird.
Es ist bevorzugt, wenn dieses anorganische Einstreumittel eine maximale Korngrösse von kleiner als 1 mm, insbesondere zwischen 0.1 und 1 mm, bevorzugt zwischen 0.3 und 0.8 mm, aufweist.
Die Menge derartiger Einstreumittel ist jedoch so zu bemessen, dass der Primer nicht vollflächig bedeckt wird, sondern dass im Aufbau stets Stellen vorhanden sind, wo der Primer in direktem Kontakt mit der Kunststofffolie ist.
Es wurde gefunden, dass die Verwendung von Einstreumittel vorteil- haft für den Verbund zwischen Kunststofffolie und Primer, beziehungsweise der Tragstruktur, ist. Mögliche, jedoch nicht die Erfindung limitierende, Erklärungen hierfür sind, dass der Primer die Kornoberfläche zumindest partiell umfliesst und so eine grossere Kontaktfläche zwischen Kunststofffolie und Primer geschaffen wird, und/oder dass durch die anorganischen Einstreumittel, die Primerschicht lokal stark verstärkt wird, so dass grosserer Kräfte zwischen Kunststofffolie und Tragstruktur übermittelt, beziehungsweise aufgenommen, werden können und/oder dass durch die Einstreumittel eine rein mechanische Verankerung zwischen Kunststofffolie und Primer erfolgt, indem die in die Matrix des Primers eingebunden Körner zu einer aufgerauhten Primer- Oberfläche führen und sich diese Körner in die Oberfläche der vorzugsweise elastischen Kunststofffolie einbetten. Im Falle einer vor Ort hergestellten Kunststofffolie, insbesondere durch ein Spritzverfahren hergestellt, erhält die Kunststofffolie eine bedeutend grossere Kontaktoberfläche, da sie auf eine Primeroberfläche appliziert wird, welche aufgrund der durch die Einstreumittel bedingten Aufrauhung eine bedeutend grossere Oberfläche aufweist.
In Bezug auf die Schichtdicke des Primers ist es dem Fachmann klar, dass diese natürlich auch stark von der Oberflächenrauhigkeit der Tragstruktur ist als auch ob Einstreumittel verwendet werden oder nicht. Die mittlere Schichtdicke des Primers beträgt typischerweise zwischen 100 Mikrometern und 10 Millimetern, vorteilhaft ist die mittlere Schichtdicke der Primerschicht unter 3 mm, bevorzugt zwischen 0.3 und 2 mm. Anschliessend wird in Schritt (ii) eine Kunststofffolie auf die nach Schritt (i) geprimerte Tragstruktur aufgebracht.
Um als Kunststofffolie möglichst geeignet zu sein, sollte die Kunststofffolie möglichst wasserdicht sein und sich auch unter längerem Einfluss von Wasser, beziehungsweise Feuchtigkeit, nicht zersetzen oder mechanisch beschädigt werden. Als Kunststofffolien sind insbesondere derartige Folien geeignet, wie sie für Abdichtungszwecke, insbesondere für den Dachbau oder für den Brückenabdichtungszweck bereits im Stand der Technik eingesetzt werden. Um unter dem durch das Aufbringen der Tragschicht auf Bitumenbasis Temperatureinfluss möglichst wenig geschädigt oder verändert zu werfen, ist es besonderes vorteilhaft, wenn die Kunststofffolien aus einem Material mit einem Erweichungspunkt von über 1400C, bevorzugt zwischen 160 0C und 3000C, gefertigt sind. Die Kunststofffolie sollte vorteilhaft ein zumindest geringes Ausmass an Elastizität aufweisen beispielsweise durch Temperaturen verursachte Ausdehnungsunterschiede zwischen Asphalt und Tragstruktur oder durch Risse in der Tragstruktur oder der Tragschicht verursachte Spannungen überbrücken zu können, ohne dass die Kunststofffolie beschädigt wird oder reisst und die Dichtfunktion der Kunststofffolie beieinträchtigen würde. Besonders bevorzugt werden Kunststofffolien auf Basis von Polyurethanen oder Polyharnstoffen oder Poly(meth)acrylaten oder Epoxidharzen. Die Kunststofffolie kann als vorgefertigte Bahn verwendet werden. In diesem Fall wird die Kunststofffolie vorzugsweise durch einen industriellen Prozess in einem Folienwerk gefertigt und gelangt auf der Baustelle vorzugsweise in Form von Kunststofffolie ab einer Rolle zum Einsatz. Es ist vorteilhaft, wenn in diesem Falle die Kunststofffolie in den Primer vor dessen vollständiger Aus- oder Erhärtung in Kontakt gebracht wird.
Die Kunststofffolie kann jedoch auch vor Ort hergestellt werden, beispielsweise durch eine Vernetzungsreaktion von reaktiven Komponenten, welche vor Ort gemischt und appliziert werden. Besonders vorteilhaft haben sich gespritzte Kunststofffolien erwiesen. Die Kunststofffolie weist vorteilhaft eine Schichtdicke im Millimeterbereich auf, typischerweise zwischen 0.5 und 15 mm, bevorzugt zwischen 1 und 4 mm.
Am meisten bevorzugt als Kunststofffolie sind Polyurethanfolien, insbesondere gespritzte Folien aus zweikomponentigen Polyurethanen.
Kern der vorliegenden Erfindung ist die Gewährleistung des Verbundes zwischen Kunststofffolie und Tragschicht auf Bitumenbasis mittels dem Aufbringen einer Haftschicht enthaltend mindestens ein Haftmittel, welches ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast ist. Es ist nun für das Wesen der Erfindung hierbei wesentlich, dass dieser bei Raumtemperatur feste Thermoplast bei der Anwendung auf der Baustelle gebunden (anhaftend), d.h. nicht in Form von losem Granulat, zu Einsatz kommt. Der Term „anhaftend" beschreibt in diesem Dokument sowohl
„aufgrund chemischer beziehungsweise physikochemischer Wechselwirkung gebunden" als auch „aufgrund von mechanischer Wechselwirkung gebunden". So wird beispielsweise ein Thermoplast, welcher in geschmolzenem Zustand in Faser-Poren oder -Zwischenräume und anschliessend erstarrt, und sich so mit oder in der Faser verankert als anhaftend bezeichnet.
Dies wird im erfinderischen Verfahren durch die folgend beschriebenen drei unterschiedlichen Varianten erreicht:
In einer ersten Variante wird in einem Schritt (Ni') ein Aufbringen eines Kunststoffprimers auf die Kunststofffolie aufgebracht. Anschliessend wird in Schritt (iv1) eine Faserwerkstoffschicht aufgebracht. Auf der Faserwerkstoffschicht ist hierbei einseitig ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast anhaftend aufgebracht. Das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht erfolgt derart, dass die der Thermoplast aufweisenden Seite gegenüberliegende Seite der Faserwerkstoffschicht mit dem Kunststoffprimer in Kontakt gebracht wird.
Als Kunststoffprimer werden insbesondere Primer auf zweikomponentigen Polyurethanen oder Epoxiden verwendet. Die Faserwerkstoffschicht ist aus Fasern aufgebaut. Die Fasern sind hierbei aus anorganischem, organischem oder synthetischem Material. Fasern aus anorganischem Material sind insbesondere Glasfasern und Kohlenstofffasern. Insbesondere handelt es sich um Zellulose-, Baumwollfasern oder um synthetische Fasern. Als synthetische Fasern sind vor allem bevorzugt Fasern aus Polyester oder aus einem Homo- oder Copolymeren von Ethylen und/oder Propylen oder aus Viskose zu nennen. Die Fasern können hierbei Kurzfasern oder Langfasern, gesponnene, gewebte oder ungewebte Fasern oder Filamente sein. Weiterhin können die Fasern gerichtete oder gestreckte Fasern sein. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, unterschiedliche Fasern, sowohl in Geometrie als auch Zusammensetzung, miteinander zu verwenden. Bevorzugt sind Fasern aus Polyester oder Polypropylen.
Zur Verbesserung der mechanischen Verstärkung der Faserwerkstoffschicht kann es von Vorteil sein, wenn zumindest ein Teil der Fasern aus zugfesten oder hochzugfesten Fasern, insbesondere aus Glas, Kohlenstoff oder Aramide, bestehen.
Insbesondere kommen Faserwerkstoffschichten zum Einsatz, die ein Gewebe, Gelege oder Gewirke sind. Bevorzugt sind Filze oder Vliese oder Gewirke. Besonders bevorzugt sind Vliese.
Die Faserwerkstoffschicht kann ein lockereres Material aus Spinnfasern, Filamenten sein, deren Zusammenhalt im Allgemeinen durch die den Fasern eigene Haftung gegeben ist. Hierbei können die Einzelfasern eine Vorzugsrichtung aufweisen oder ungerichtet sein. Die aus Fasern aufgebaute Faserwerkstoffschicht kann mechanisch verfestigt werden durch Vernadeln, Vermaschen oder durch Verwirbeln mittels scharfer Wasserstrahlen und besitzt typischerweise ein Flächengewicht von ca. 300 g/m2 und kann als Matten oder in Form von Rollen transportiert werden. Bevorzugt wird die Faserwerkstoffschicht in Form von Matten oder Rollen eingesetzt. Dies erleichtert das Verlegen beträchtlich.
Dadurch dass eine Faserwerkstoffschicht grundsätzlich porös ist, ist eine gute Durchdringung der mit der Faserwerkstoffschicht in Kontakt kommenden Materialien gewährleist wird es erfolgen keine Luft- oder Lösungs- mitteleinschlüsse, welche den Verbund schwächen könnten. Es ist aber auch gewährleistet, dass aufgrund der Fasern eine Fixierung des Thermoplasten möglich ist und eine mechanische Verstärkung des Verbundes erfolgt. Zudem ist es durch die Faserwerkstoffschicht ermöglicht, dass dieser gerollt und somit einfach zu lagern, beziehungsweise zu transportieren, ist. Weiterhin wird so gewährleistet, dass der darauf fixierte Thermoplast in der richtigen Menge, sowohl in Bezug auf dessen räumlichen Verteilung als auch in Bezug auf die absolute Menge (weder zuviel noch zu wenig), eingesetzt wird.
Die Fasern der Faserwerkstoffschicht können auch durch organische
Polymere verbunden sein. Derartige Polymere helfen die Fasern untereinander besser zu fixieren. Zudem kann die Faserwerkstoffschicht weiterhin Additive enthalten, wie beispielsweise Haftvermittler, Faserschlichten oder Bioziden.
Ein Biozid wird zur Bekämpfung pathogener Mikroorganismen, wie zum Beispiel Bakterien, Viren, Sporen, Klein- und Schimmelpilze, oder zur Bekämpfung von Mikroorganismen, welche die Fasern, die Kunststofffolie oder die Primer angreifen und zersetzen können. Das Biozid kann auf oder in den Fasern vorhanden sein. In erstem Fall werden Fasern mit einem Biozid besprüht oder in ein Biozid eingetaucht. Im zweiten Falle wird das Biozid beim Herstellen oder Bearbeiten der Fasern verwendet und ist damit in die Fasern eingebunden.
Durch die Verwendung von Faserschlichten und/oder Haftvermittlern in der wird ein besserer Verbund der Fasern mit Thermoplast, Kunststoffprimer oder Haftschmelzklebstoff und allenfalls Bitumen erreicht. Wesentlich hierbei ist, dass der bei Raumtemperatur fester
Thermoplast an der Faserwerkstoffschicht fixiert aufgebracht ist. Der Thermoplast befindet sich an der Oberfläche der Faserwerkstoffschicht.
Der Thermoplast kann unterschiedlich stark mit der Faserwerkstoffschicht verbunden sein, d.h. anhaften. Es ist grundsätzlich lediglich wesentlich, dass zwischen Faserwerkstoffschicht und Thermoplast ein Verbund vorhanden ist, der verhindert, dass wesentliche Mengen von Thermoplasten durch Wind oder leichte Bewegungen, wie sie beim Aufbringen der Faserwerkstoffschicht in Schritt (iv1) vorhanden sind, entfernt werden. Der Thermoplast kann einerseits lediglich an der Oberfläche vorhanden sein oder kann andererseits zudem unterschiedlich in die Faserwerkstoffschicht eindringen. Weiterhin kann der Thermoplast vollflächig auf der Faserwerkstoffschicht aufgebracht sein oder derart, dass die Faserwerkstoffschicht-Oberfläche nur partiell von Thermoplast belegt ist.
Als bei Raumtemperatur fester Thermoplast sind vor allem organische Polymere bevorzugt, welche einen Schmelzpunkt von über 1000C, insbesondere zwischen 1000C und 180°C, bevorzugt zwischen 1100C und 140°C, aufweisen. Jegliche Schmelzpunkte von Polymere werden im diesem Dokument als Erweichungspunkte (Softening point) gemessen nach der Ring & Kugel- Methode gemäss DIN ISO 4625 verstanden.
Insbesondere geeignet sind Polymere, welche sich aus der Polymerisation eines oder mehrere ungesättigten Monomeren herstellen lassen. Als derartige ungesättigte Monomere gelten insbesondere diejenigen Monomere, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Ethylen, Propylen, Butylen, Butadien, Isopren, Styrol, Vinylester, insbesondere Vinylacetat., Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester, Methacrylsäureester und Acrylnitril.
Als bei Raumtemperatur feste Thermoplaste bevorzugt haben sich Polyolefine, insbesondere Poly-α-olefine, erwiesen. Meist bevorzugt als bei Raumtemperatur feste Thermoplaste sind ataktische Poly-α-olefine (APAO).
Als bei Raumtemperatur feste Thermoplaste meist bevorzugt haben Ethylen/Vinylacetat-Copolymere (EVA) erwiesen, insbesondere solche mit einem Vinylacetat-Anteil von unter 50%, insbesondere mit einem Vinylacetat- Anteil zwischen 10 und 40%, bevorzugt 15 bis 30 %.
Bevorzugt ist der bei Raumtemperatur feste Thermoplast in Form von auf der Oberfläche des Faserwerkstoffs anhaftenden Thermoplast-Kugeln, aufgebracht. Die Menge des Thermoplasten ist vorteilhaft so bemessen, dass einerseits genügend Thermoplast vorhanden ist um einen guten Haftverbund zur bituminösen Tragschicht erreicht werden kann und andererseits nicht zuviel Thermoplast vorhanden ist, der eine Rollen des Faserwerkstoffs verhindern würde.
Der Thermoplast wird vorzugsweise in einem industriellen Prozess auf die Faserwerkstoffschicht aufgebracht. Dies kann durch Aufschmelzen und Besprühen oder Aufrakeln mit dieser Schmelze erfolgen oder -bevorzugt- durch Aufbringen von Thermoplastgranulat auf die Faserwerkstoffschicht und anschliessendem Fixieren durch den Einfluss von Wärme unter Anschmelzen des Thermoplasten.
Das Thermoplastgranulat weist vorzugsweise einen Durchmesser von 1 bis 10 mm, insbesondere von 3 bis 6 mm, auf.
Es ist bevorzugt, wenn eine derartige Faserwerkstoffschicht mit bei Raumtemperatur festem an der Oberfläche der Faserwerkstoffschicht anhaftendem Thermoplast in Form einer Rolle zum Einsatz kommt.
So gelangt die Faserwerkstoffschicht einfach auf die Baustelle und kann dort abgerollt und auf die benötigten Dimensionen abgeschnitten werden. Dies ist sehr kosten- und zeiteffizienter Arbeitsschritt.
Das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht in Schritt (iv1) erfolgt vorzugsweise innerhalb der Offenzeit des Kunststoffprimers. Der Kunststoff- primer weist nämlich zu diesem Zeitpunkt zwar bereits eine gewisse Eigenfestigkeit auf, ist aber zumindest noch leicht klebrig. Dies ist dadurch bringt den grossen Vorteil mit sich, dass die Faserwerkstoffschicht auf dem Untergrund fixiert wird und deren Verrutschen weitgehend verhindert wird. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn unter grossem Windeinfluss gearbeitet werden muss. Das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht in den noch klebrigen Kunststoffprimer bewirkt weist eine Zeitersparnis, da nicht abgewartet werden muss, bis der Primer gehärtet ist. Das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht erfolgt vorzugsweise dadurch, dass man auf der Faserwerkstoffschicht steht und sich durch Abrollen der Faserwerkstoffschicht und Weitergehen auf der abgerollten Faserwerkstoffschicht auf dem Bauwerk fortbewegt. Durch die Porosität der Faserwerkstoffschicht bedingt ist gewährleistet, dass zwar ein guter Kontakt mit dem Kunststoffprimer erfolgt, aber dieser die Faserwerkstoffschicht nicht vollständig durchdringt, so dass der Anwender mit dem noch klebrigen Kunststoffprimer nicht in Kontakt gelangt.
In einer zweiten Variante wird nach Schritt (ii) in Schritt (Ni") eine Faserwerkstoffschicht, auf welcher auf der einen Seite ein Haftschmelzkleb- stoff aufgebracht ist und auf der anderen Seite ein bei Raumtemperatur fester
Thermoplast anhaftend aufgebracht ist, primerlos auf die Kunststofffolie aufgebracht. Das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht erfolgt hierbei derart, dass die Haftschmelzklebstoff aufweisende Seite der Faserwerkstoffschicht mit der Kunststofffolie in Kontakt gebracht wird.
Dies ist eine gegenüber der ersten Variante dahin gehend bedeutend vorteilhaftere Ausführungsform, dass hier kein Kunststoffprimer verwendet werden muss, und auf der Baustelle ein Arbeitschritt wegfällt. In Bezug auf die Faserwerkstoffschicht, den bei Raumtemperatur fester Thermoplast und deren Herstellung und Bevorzugungen sei auf die zur ersten Variante gemachten Ausführungen verwiesen. Der in der zweiten Variante verwendete Haftschmelzklebstoff ist auf der dem Thermoplast entgegen gesetzten Seite der Faserwerkstoffschicht aufgebracht.
Als Haftschmelzklebstoff sind übliche Haftschmelzklebstoff verwend- bar. Insbesondere vorteilhaft sind Haftschmelzklebstoffe auf Kautschuk-, Polyolefin- oder (Meth)acrylat-Basis
Der Haftschmelzklebstoff wird vorzugsweise über eine Schlitzdüse oder Sprühdüse auf die Oberfläche der Faserwerkstoffschicht aufgebracht.
Die Schichtdicke des Haftschmelzklebstoff beträgt typischerweise zwischen 10 und 100 Mikrometer, insbesondere zwischen 30 und 50 Mikrometer.
Um eine ungewolltes Verkleben von Faserwerkstoffschichten untereinander zu verhindern, insbesondere wenn sie gerollt werden, ist es vorteilhaft, wenn der Haftschmelzklebstoff mit einem Trennpapier, beispielsweise einem silikonisierten Papier, geschützt wird.
Unmittelbar vor dem Aufbringen der Faserwerkstoffschicht auf die Kunststoff-Folie in Schritt (Ni") wird auf der Baustelle das Trennpapier entfernt, so dass der Haftschmelzklebstoff in Kontakt mit der Kunststoff-Folie gebracht werden kann. Durch den Haftschmelzklebstoff wird gewährleistet, dass die Faserwerkstoffschicht auf der Kunststoff-Folie fixiert wird und deren Verrutschen weitgehend verhindert wird. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn unter grossem Windeinfluss gearbeitet werden muss.
In einer dritten Variante wird nach Schritt (ii) in Schritt (Ni"') eine Folie eines bei Raumtemperatur festen Thermoplasten, welche einseitig mit einem Haftschmelzklebstoff beschichtet ist, primerlos auf die Kunststofffolie aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt hierbei so, dass die den Haftschmelzkleb- stoff aufweisende Seite in Kontakt mit der Kunststofffolie gebracht wird.
Gegenüber dem Stand der Technik als auch gegenüber der ersten Variante ist dieses Verfahren dahin gehend vorteilhaft, als dass hier kein Kunststoffprimer verwendet werden muss, und so auf der Baustelle ein Arbeitschritt wegfällt. Die Folie des bei Raumtemperatur festen Thermoplasten wird vorzugsweise durch ein Extrudierverfahren oder ein Kalandrierverfahren hergestellt, bei dem auf der einen Seite der Folie ein Haftschmelzklebstoff vorzugsweise über eine Schlitzdüse oder Sprühdüse auf die Oberfläche Thermoplastfolie aufgebracht wird. Die Schichtdicke des Haftschmelzklebstoff beträgt typischer- weise zwischen 10 und 100 Mikrometer, insbesondere zwischen 30 und 50 Mikrometer. Die Schichtdicke der Thermoplastfolie beträgt insbesondere zwischen 0.5 mm und 1.5 cm, bevorzugt zwischen 0.5 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 3 mm.
Um eine ungewolltes Verkleben der Thermoplastfolien untereinander zu verhindern, insbesondere wenn sie gerollt werden, ist es vorteilhaft, wenn der Haftschmelzklebstoff mit einem Trennpapier, beispielsweise einem silikonisierten Papier, geschützt wird.
In Bezug auf den bei Raumtemperatur fester Thermoplast sowie den Haftschmelzklebstoff und deren Bevorzugungen sei auf die zur ersten und zweiten Variante gemachten Ausführungen verwiesen.
Unmittelbar vor dem Aufbringen der Faserwerkstoffschicht auf die Kunststoff-Folie in Schritt (Ni"') wird auf der Baustelle das Trennpapier entfernt, so dass der Haftschmelzklebstoff in Kontakt mit der Kunststoff-Folie gebracht werden kann. Durch den Haftschmelzklebstoff wird gewährleistet, dass die Faserwerkstoffschicht auf der Kunststoff-Folie fixiert wird und deren Verrutschen weitgehend verhindert wird. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn unter grossem Windeinfluss gearbeitet werden muss.
Von den vorgängig beschriebenen drei Varianten sind die ersten zwei Varianten bevorzugt, da hier die mechanische Verstärkung einen wesentlichen Vorteil darstellt. Die zweite Variante ist die meist bevorzugteste, da hier die Vorteile von mechanischer Verstärkung und -dank des Wegfallen eines Schrittes des Aufbringens eines Kunststoffprimer Primer- schnellen Arbeitsabfolge auf der Baustelle kombiniert vorhanden sind.
Schliesslich wird anschliessend an Schritt (iv1), beziehungsweise (Ni"), beziehungsweise (Ni"'), in Schritt (v) eine Tragschicht auf Bitumenbasis aufgebracht.
Diese Tragschicht stellt die Fahrbahn dar, welche in direktem Kontakt mit Fahrzeugen ist. Die bituminöse Tragschicht wird vor der Applikation auf eine Temperatur von typischerweise 1400C bis 1600C aufgeheizt und vorzugsweise mittels Walze aufgewalzt. Das Aufbringen der bituminösen Tragschicht ist dem Fachmann bestens bekannt und wird deshalb hier nicht weiter erörtert. Neben Bitumen kann die Tragschicht die dem Fachmann bekannten weiteren möglichen Bestandteile aufweisen. Der Fachmann kennt die Art und Menge der Bestandteile von Bitumen basierenden Zusammensetzungen, welche für die Erstellung von Fahrbahnen verwendet werden bestens. Besonders wichtig hierbei ist die Tatsache, dass die Tragschicht üblicherweise in wesentlichem Umfang mineralische Füllstoffe, insbesondere Sand oder Splitt, aufweisen.
Die grundsätzliche Schwierigkeit der Gewährleistung eines guten Haftverbundes zwischen Kunststofffolie und Tragschicht lassen sich wohl auf diese Mischung aus mineralischen Bestandteilen und Bitumen zurückzuführen und lassen sich als Folge deren stark unterschiedlichen Hydrophilie, respektive Hydrophobie, und der damit zusammenhängenden unterschiedlichen Benetzungseigenschaften erklären.
Beim Kontaktieren des aufgeschmolzenen Bitumens mit dem bei Raumtemperatur festen Thermoplast schmilzt dieser je nach dessen Schmelzpunkt an oder auf. Falls er aufschmilzt, kann dieser -je nach Art des Thermoplasten- eine weitgehend homogene Thermoplastschicht ausbilden oder sich auch im Bitumen oberflächennah lösen und eine Thermoplast- enhaltende Grenzphasenschicht ausbilden. Somit ist es durchaus im Wesen der vorliegenden Erfindung, dass der bei Raumtemperatur feste Thermoplast nicht eine individuelle Schicht ausbilden muss.
Der bei Raumtemperatur feste Thermoplast, die gegebenenfalls vorhandene Faserwerkstoffschicht und der Haftschmelzklebstoff, bzw. der Kunststoffprimer, bilden zusammen eine Haftschicht, welche einen Verbund zwischen bituminöser Tragschicht und Kunststofffolie gewährleistet. Es ist hierbei wesentlich, dass das Aufbringen unmittelbar nach dem
Aufbringen der Faserwerkstoffschicht, bzw. Thermoplastfolie, erfolgen kann, da die Faserwerkstoffschicht, bzw. Thermoplastfolie, trocken und begehbar beziehungsweise befahrbar ist. Es muss hierbei insbesondere weder ein Aushärten, ein Abkühlen oder ein zusätzlicher Zwischenschritt abgewartet werden, bis der Bitumen aufgebracht werden kann.
Der so hergestellte Fahrbahnaufbau weist den wesentlichen Vorteil auf, dass ein lang andauernder Verbund unter den einzelnen Schichten untereinander gewährleistet ist, dass er auch unter grossen Achslasten langzeitig formstabil und durch die Verwendung der Faserwerkstoffschicht verstärkt ist, was insbesondere beim Durchbiegen oder seitlichem Versatz der Schichten zueinander besonders vorteilhaft ist. Zudem ist -durch die Porosität der Faserwerkstoffschicht bedingt- ein mechanisches Verankern des Kunststoffprimers oder des Haftschmelzklebstoffe einerseits und des Bitumen direkt oder indirekt via Anbindung über den bei Raumtemperatur festen Thermoplasten andererseits ermöglicht, was sich in einer weiteren Erhöhung des Verbundes zwischen den Schichten äussert. Es entstehen somit bedeutend weniger schnell Ermüdungsrisse, welche die Abdichtfunktion des Fahrbahnaufbaus beeinträchtigen könnten. Dieses hier vorgestellte Verfahren bietet somit nicht nur Zeitersparnis beim Herstellen des Fahrbahnaufbaus, sondern bringt weitere Ersparnisse beim Unterhalt mit sich, da die Reparatur oder Erneuerungsintervalle bedeutet verlängert werden können.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung Faserwerkstoffschicht, auf welcher einseitig ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast, insbesondere in Form von auf der Oberfläche des Faserwerkstoffs anhaftenden Thermoplast-Kugeln, anhaftend aufgebracht ist.
Insbesondere weist die der Thermoplast aufweisenden Seite gegenüberliegende Seite der Faserwerkstoffschicht einen Haftschmelzklebstoff auf.
Die Faserwerkstoffschicht lässt sich insbesondere nach einem Verfahren herstellen, in dem eine Schicht eines Faserwerkstoffes mit einem Granulat von bei Raumtemperatur festen Thermoplast bestreut wird und hierauf mittels Wärmquelle erhitzt wird.
Insbesondere wird bei diesem Verfahren eine Seite einer Faserwerkstoffschicht mit einem Haftschmelzklebstoff beschichtet, mit der
Massgabe, dass Haftschmelzklebstoff und bei Raumtemperatur fester
Thermoplast auf unterschiedlichen Seiten des Faserwerkstoffes aufgebracht werden.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Trennpapier mit dem auf dem Faserwerkstoff aufgebrachten Haftschmelzklebstoff in Kontakt gebracht wird.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Faserwerkstoffschicht nach Erkalten des mittels Wärmequelle erhitzten Thermoplasten über eine Wickelvorrichtung zu einer Rolle aufgerollt wird. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrbahnaufbau aufweisend eine Tragstruktur, insbesondere eine Betontragstruktur, deren Oberfläche mit einem Primer, insbesondere mit einem Betonprimer beschichtet ist, auf welchem eine Kunststofffolie angebracht ist, sowie einer Tragschicht auf Bitumenbasis und einer zwischen Kunststofffolie und Tragschicht befindlichen Haftschicht, wobei die Haftschicht eine Faserwerkstoffschicht und mindestens ein Haftmittel aufweist. Mindestens eines der Haftmittel ist ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast.
Bei Raumtemperatur fester Thermoplast und Haftschmelzklebstoff, beziehungsweise Kunststoffprimer, werden hierbei als Haftmittel bezeichnet.
Die hierfür benötigten Bestandteile, insbesondere Tragstruktur, Primer, Kunststofffolie, bituminöser Tragschicht und allfällige Einstreumittel, Kunststoffprimer oder Haftschmelzklebstoff sind bereits vorgängig im Detail erörtert worden.
Der bei Raumtemperatur feste Thermoplast der Haftschicht befindet sich vorzugsweise zwischen Faserwerkstoffschicht und Tragschicht auf Bitumenbasis. Die Haftschicht weist in einer Variante insbesondere einen
Kunststoffprimer auf, welcher sich zwischen Faserwerkstoffschicht und Kunststofffolie befindet.
Die Haftschicht weist in einer weiteren Variante insbesondere einen Haftschmelzklebstoff auf, welcher sich zwischen Faserwerkstoffschicht und Kunststofffolie befindet.
Besonders vorteilhaft ist die Faserwerkstoffschicht ein Faservlies.
Besonders vorteilhaft ist die Kunststofffolie eine Polyurethanfolie, insbesondere eine gespritzte Folie aus zweikomponentigen Polyurethanen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bewegungen sind mit Pfeilen angegeben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Tragstruktur mit aufgebrachtem Primer und Kunststofffolie (Situation während bzw. nach Schritt (ii)); Fig. 2 einen Längsquerschnitt durch ein Herstellanlage für die Herstellung einer Faserwerkstoffschicht; Fig. 3 einen Längsquerschnitt durch ein Herstellanlage für die Herstellung einer Faserwerkstoffschicht mit Haftschmelzklebstoff; Fig. 4a einen Querschnitt durch eine Faserwerkstoffschicht; Fig. 4b einen Querschnitt durch eine Faserwerkstoffschicht mit aufgebrachtem Haftschmelzklebstoff; Fig. 4c einen Querschnitt durch Thermoplastfolie mit eine
Faserwerkstoffschicht mit aufgebrachtem Haftschmelzklebstoff; Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Tragstruktur mit aufgebrachtem Primer,
Kunststofffolie, Kunststoffprimer und Faserwerkstoffschicht (Situation während bzw. nach Schritt (iv1)); Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Tragstruktur mit aufgebrachtem Primer,
Kunststofffolie und Faserwerkstoffschicht mit Haftschmelzklebstoff
(Situation während bzw. nach Schritt (Ni")); Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Tragstruktur mit aufgebrachtem Primer,
Kunststofffolie und Thermoplastfolie mit Haftschmelzklebstoff (Situation während bzw. nach Schritt (Ni"'));
Fig. 8 einen Querschnitt durch einen Fahrbahnaufbau.
Die Zeichnungen sind schematisch. Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.
Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Betontragstruktur 2 mit aufgebrachtem Betonprimer 3 und Kunststofffolie 4. Hierfür wurde in einem ersten Schritt (i) ein zweikomponentiger Epoxidharzharz-Beton- primer 3 auf die Betontragstruktur 2 aufgetragen. Daraufhin wurde vor dem Aushärten ein Quarzsand (in Fig. 1 nicht dargestellt) mit der Korngrösse 0.4 mm in den Primer eingestreut. Anschliessend wurde in Schritt (ii) eine zwei- komponentige Polyurethan-Kunststofffolie 4 in einer Schichtdicke von 4 mm aufgespritzt. Figur 1 zeigt die Situation des Fahrbahnaufbaus nach Schritt (ii).
Figur 2 zeigt einen schematischen Längsquerschnitt durch eine Herstellanlage für die Herstellung einer Faserwerkstoffschicht. Gleichzeitig ist hierbei auch das Verfahren zur dessen Herstellung ersichtlich. Hier wird eine Faserwerkstoffschicht 6 über eine Umlenkrolle 18 der Beschichtungsanlage zugeführt. Aus einem Granulatstreuer 15 wird ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast 7", ein EVA mit einem Schmelzpunkt von 1400C, als kugelförmiges Granulat mit einem Durchmesser von 3 bis 4 mm, auf die Faserwerkstoffschicht 6 aufgestreut und mittels einer Wärmequelle 14 erhitzt, so dass der Thermoplast 7" an der Oberfläche leicht aufschmilzt und in der Lage ist, die mit ihm in Kontakt stehenden Fasern zu benetzen, bzw. anzu- fliessen. Anschliessend kühlt der Thermoplast 7" während dem Durchlaufen einer Abkühlungszone, welche sich stromabwärts nach der Wärmequelle 14 befindet, so dass der Thermoplast mit der Faserwerkstoffschicht verbunden ist. Anschliessend wird die Faserwerkstoffschicht 6 mit auf der Oberfläche des Faserwerkstoffs anhaftenden Thermoplast-Kugeln mittels Wickelvorrichtung 16 zu einer Rolle 12 aufgewickelt. Figur 2 zeigt unten einen vergrösserten schematischen Ausschnitt aus einer derartigen Rolle einer aufgewickelten Faserwerkstoffschicht 6 mit anhaftenden Thermoplast 7".
Figur 3 zeigt einen schematischen Längsquerschnitt durch eine Herstellanlage für die Herstellung einer Faserwerkstoffschicht mit Haftschmelz- klebstoff. Gleichzeitig ist hierbei auch das Verfahren zur dessen Herstellung ersichtlich. Zusätzlich zu den in Figur 2 bereits beschriebenen Einzelheiten zeigt Figur 1 das Beschichten der Rückseite der Faserwerkstoffschicht 6. Hierzu wird ein Haftschmelzklebstoff T aus einer Haftschmelzklebstoffauftrags- vorrichtung 17 geschmolzen vollflächig in einer Schichtdicke von 50 Mikrometer auf die Faserwerkstoffschicht aufgetragen. Nach dem Erkalten und der Umlenkung der Faserwerkstoffschicht durch Umlenkrollen 18 wird der Haftschmelzklebstoff T durch das Zuführen eines silikonisierten Trennpapers 13 in Kontakt gebracht und überdeckt und zusammen aufgerollt.
Es ergibt sich somit eine Faserwerkstoffschicht 6, bei der der Haftschmelzklebstoff T und der bei Raumtemperatur feste Thermoplast 7" auf unterschiedlichen Seiten des Faserwerkstoffes aufgebracht sind.
Im vergrösserten, unten in der Figur 3 dargestellten, Ausschnitt der Rolle 12 sind einzelne Lagen von Trennpapier 13, Haftschmelzklebstoff T, Faserwerkstoffschicht 6 und auf der Oberfläche des Faserwerkstoffs anhaftenden Thermoplast-Kugeln 7" ersichtlich.
Figur 4a zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Faserwerkstoffschicht 6, auf welcher einseitig ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast 7" in Form von auf der Oberfläche des Faserwerkstoffs anhaftenden Thermoplast-Kugeln, anhaftend aufgebracht ist. Eine derartige Faserwerkstoffschicht wurde mittels einer Herstellanlage, bzw. Verfahren, wie sie, bzw. es, in Figur 2 beschrieben wurde hergestellt.
Figur 4b zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Faserwerkstoffschicht 6, auf welcher einseitig ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast 7" in Form von auf der Oberfläche des Faserwerkstoffs anhaftenden Thermoplast-Kugeln, anhaftend aufgebracht ist und die der Thermoplast 7" aufweisenden Seite 9' gegenüberliegende Seite 9" der Faserwerkstoffschicht einen Haftschmelzklebstoff T aufweist. Eine derartige Faserwerkstoffschicht wurde mittels einer Herstellanlage, bzw. Verfahren, wie sie, bzw. es, in Figur 3 beschrieben wurde hergestellt.
Figur 4c zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Folie (10) eines bei Raumtemperatur fester Thermoplasten 7", welche einseitig mit Haftschmelzklebstoff T beschichtet ist.
Figur 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Tragstruktur 2 mit aufgebrachtem Primer 3, Kunststofffolie 4, Kunststoffprimer T und Faserwerkstoffschicht 6 mit Thermoplast 7". Auf die Zwischenstufe des Fahrbahnaufbaus, wie er in Figur 1 beschreiben wurde, wurde in Schritt (Ni') ein Kunststoffprimer T aufgebracht. Der Kunststoffprimer ist vorzugsweise ein zweikomponentiger Polyurethan- Primer. Anschliessend wird, bzw. wurde, nun eine Faserwerkstoffschicht 6 mit festem Thermoplast 7", wie sie in Figur 4a beschrieben wurde, in den noch nicht vollständig ausgehärteten Kunststoffprimer T im Schritt (iv1) aufgelegt. Dies erfolgt so, dass die der Thermoplast (7") aufweisenden Seite (9') gegenüberliegende Seite (9") der Faserwerkstoffschicht (6) mit dem Kunststoffprimer (7') in Kontakt gebracht wird.
Figur 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Tragstruktur
2 mit aufgebrachtem Primer 3, Kunststofffolie 4, Haftschmelzklebstoff T ', Faserwerkstoffschicht 6 und Thermoplast 7".
Auf die Zwischenstufe des Fahrbahnaufbaus, wie er in Figur 1 beschrieben wurde, wird, bzw. wurde, in Schritt (Ni") nun primerlos eine Faserwerkstoffschicht 6 mit Haftschmelzklebstoff T und mit festem Thermoplast 7", wie sie in Figur 4b beschrieben wurde, auf die Kunststofffolie 4 aufgebracht. Dies erfolgt so, dass die Haftschmelzklebstoff aufweisende Seite 9'" der Faserwerkstoffschicht 6 mit der Kunststofffolie 4 in Kontakt gebracht wird.
Figur 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Tragstruktur 2 mit aufgebrachtem Primer 3, Kunststofffolie 4, Haftschmelzklebstoff T ', und Thermoplastfolie 10. Auf die Zwischenstufe des Fahrbahnaufbaus, wie er in Figur 1 beschrieben wurde, wird, bzw. wurde, in Schritt (Ni"') nun eine Folie 10 eines bei Raumtemperatur festen Thermoplasten 7", welche auf der der Kunststofffolie 5 zugewandten Seite 11 der Folie 10 einen Haftschmelzklebstoff T aufweist, primerlos auf die Kunststofffolie 4, aufgebracht.
Figur 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Fahrbahnaufbau. Auf die Zwischenstufe des Fahrbahnaufbaus, wie er in Figur 5 oder 6 beschreiben wurde, wurde hiernach eine Tragschicht 8 auf Bitumenbasis in Schritt (v) aufgetragen. Die Thermoplastkugeln 7" wurden durch den Kontakt mit dem aufgeschmolzenen Bitumen erwärmt und sind aufgeschmolzen. Der Einfachheit halber wurde in der hier gezeigten Darstellung der Thermoplast 7" als vollflächige Schicht dargestellt. Die Faserwerkstoffschicht 6 und Haftmittel 7, d.h. Thermoplast 7" und Kunststoffprimer T beziehungsweise Haftschmelz- klebstoff T ', bilden zusammen eine Haftschicht 5, welche die Tragschicht 8 auf Bitumenbasis und die Kunststofffolie 4 miteinander verbinden. Bezugszeichenliste
1 Fahrbahnaufbau
2 Tragstruktur, Betontragstruktur
3 Primer, Betonprimer
4 Kunststofffolie 5 Haftschicht
6 Faserwerkstoffschicht
7 Haftmittel
T Haftmittel, Kunststoffprimer, Haftschmelzklebstoff
7" Haftmittel, Thermoplast 8 Tragschicht auf Bitumenbasis
9' Thermoplast 7" aufweisende Seite der Faserwerkstoffschicht 6
9" der Thermoplast 7" aufweisenden Seite 9' gegenüberliegende Seite der Faserwerkstoffschicht 6
9'" Haftschmelzklebstoff aufweisende Seite der Faserwerkstoffschicht 6 10 Folie eines bei Raumtemperatur festen Thermoplasten 7"
11 der Kunststofffolie 5 zugewandten Seite der Folie 10
12 Rolle
13 Trennpapier
14 Wärmequelle 15 Granulatstreuer
16 Wickelvorrichtung
17 Haftschmelzklebstoffauftragsvorrichtung
18 Umlenkrolle

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Fahrbahnaufbaus (1 ) umfassend die Schritte
(i) Aufbringen eines Primers (3) auf eine Tragstruktur(2), insbesondere Aufbringen eines Betonprimers (3) auf eine Betonstruktur (2);
(ii) Aufbringen einer Kunststofffolie (4) auf die nach Schritt (i) geprimerte Tragstruktur (2); sowie anschliessend entweder (iii1) Aufbringen eines Kunststoffphmers(7') auf die Kunststofffolie(4);
(iv1) Aufbringen einer Faserwerkstoffschicht (6), auf welcher einseitig ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast (7") anhaftend aufgebracht ist, wobei das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht derart erfolgt, dass die der Thermoplast (7") aufweisenden Seite (9') gegenüberliegende Seite (9") der
Faserwerkstoffschicht (6) mit dem Kunststoffprimer (7') in Kontakt gebracht wird; oder
(iii") Aufbringen einer Faserwerkstoffschicht (6), auf weicher auf der einen Seite ein Haftschmelzklebstoff (7') aufgebracht ist und auf der anderen Seite ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast (7") anhaftend aufgebracht ist, wobei das Aufbringen der Faserwerkstoffschicht derart erfolgt, dass die Haftschmelzklebstoff aufweisende Seite (9'") der Faserwerkstoffschicht (6) mit der Kunststofffolie (4) in Kontakt gebracht wird; oder
(iii'") Aufbringen einer Folie (10) eines bei Raumtemperatur festen
Thermoplasten (7"), welche auf der der Kunststofffolie (5) zugewandten Seite (11 ) der Folie (10) einen Haftschmelzkleb- stoff (7') aufweist; und (v) Aufbringen einer Tragschicht (8) auf Bitumenbasis.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (4) eine Polyurethanfolie, insbesondere eine gespritzte zweikomponentige Polyurethanfolie, ist.
3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bei Raumtemperatur feste Thermoplast (7") in Form von auf der Oberfläche des Faserwerkstoffs anhaftenden Thermoplast-Kugeln, aufgebracht ist.
4. Faserwerkstoffschicht (6), auf weicher einseitig ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast (7"), insbesondere in Form von auf der Oberfläche des Faserwerkstoffs anhaftenden Thermoplast-Kugeln, anhaftend aufgebracht ist.
5. Faserwerkstoffschicht gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die der Thermoplast (7") aufweisenden Seite (9') gegenüberliegende Seite (9") der Faserwerkstoffschicht einen Haftschmelzklebstoff (7') aufweist.
6. Rolle (12) einer aufgrollten Faserwerkstoffschicht gemäss Anspruch 4 oder 5.
7. Verfahren zur Herstellung einer Faserwerkstoffschicht gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht eines Faserwerkstoffes (6) mit einem Granulat von bei Raumtemperatur festen Thermoplast (7") bestreut wird und hierauf mittels Wärmquelle (14) erhitzt wird.
8. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite einer Faserwerkstoffschicht (6) mit einem Haftschmelzklebstoff (7') beschichtet wird, mit der Massgabe, dass Haftschmelzklebstoff (7') und bei Raumtemperatur fester Thermoplast (7") auf unterschiedlichen Seiten des Faserwerkstoffes (6) aufgebracht werden.
9. Verfahren gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennpapier (13) mit dem auf dem Faserwerkstoff aufgebrachten
Haftschmelzklebstoff (7') in Kontakt gebracht wird.
10. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserwerkstoffschicht nach Erkalten des mittels Wärmequelle (14) erhitzten Thermoplasten (7") über eine Wickelvorrichtung (16) zu einer Rolle (12) aufgerollt wird.
11. Fahrbahnaufbau (1 ) aufweisend eine Tragstruktur (2), deren Oberfläche mit einem Primer (3) beschichtet ist, auf welchem eine Kunststofffolie (4) angebracht ist, sowie einer Tragschicht (8) auf Bitumenbasis und einer zwischen Kunststofffolie (4) und Tragschicht (8) befindlichen Haftschicht (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht (5) eine
Faserwerkstoffschicht (6) und mindestens ein Haftmittel (7, T ', 7"), wobei mindestens eines der Haftmittel (7, T, 7") ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast (7") ist, aufweist.
12. Fahrbahnaufbau (1 ) gemäss Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der bei Raumtemperatur feste Thermoplast (7") der Haftschicht (5) sich zwischen Faserwerkstoffschicht (6) und Tragschicht (8) auf Bitumenbasis befindet.
13. Fahrbahnaufbau (1 ) gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht (5) einen Kunststoffprimer (7'); aufweist, welcher sich zwischen Faserwerkstoffschicht (6) und Kunststofffolie (4) befindet.
14. Fahrbahnaufbau (1 ) gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht (5) einen Haftschmelzklebstoff (7') aufweist, welcher sich zwischen Faserwerkstoffschicht (6) und Kunststofffolie (4) befindet.
15. Fahrbahnaufbau (1 ) gemäss einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserwerkstoffschicht (6) ein Faservlies ist.
16. Fahrbahnaufbau (1 ) gemäss einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (4) eine Polyurethanfolie, insbesondere eine gespritzte Folie aus zweikomponentigen Polyurethanen, ist.
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