EP4155462B1

EP4155462B1 - Oberbau einer strasse, eines wegs oder eines platzes

Info

Publication number: EP4155462B1
Application number: EP21198524.7A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Riekert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2026-01-28
Anticipated expiration: 2041-09-23
Also published as: EP4155462A1; EP4155462C0

Description

Die Erfindung betrifft einen Oberbau einer Straße, eines Wegs, eines Platzes oder dergleichen, wobei der Oberbau mehrere streifenförmige Bauelemente aufweist.
Ein solcher Oberbau ist beispielsweise aus der GB 194 347 A bekannt geworden. Alle Bauelemente sind gleich geformt und weisen geneigte Seitenflächen auf.
Die EP 3 101 176 A2 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung eines Straßenaufbaus, wobei der Boden oder eine Schicht profiliert wird, sodass eine gewölbeartige Erhebung entsteht.
Der Oberbau bildet den obersten Teil des Straßenaufbaus. Er wird direkt auf den zuvor angelegten Unterbau oder auf gewachsenem Untergrund aufgebracht, wobei sich zwischen Unter- und Oberbau das sogenannte Planum befindet.
Im Straßenbau werden Straßen häufig unter halbseitiger Sperrung erneuert, um den Verkehr auf dem entsprechenden Streckenabschnitt wenigstens teilweise aufrechterhalten zu können.
Für die Sicherung des Verkehrs und die Einhaltung von Arbeitsstättenauflagen für Mitarbeiter müssen Sicherheitsabstände zwischen Verkehr und Arbeitsraum eingehalten und Sicherungsmaßnahmen vorgenommen werden. Dies führt dazu, dass viele schmale Straßen mit weniger als 7,2 m Gesamtbreite nicht halbseitig saniert werden können. Es müssen Vollsperrungen mit weiträumigen Umleitungen umgesetzt werden.
Selbst wenn eine halbseitige Sperrung möglich ist, sind die Sicherungsmaßnahmen, z. B. für die Absturzsicherung von Fahrzeugen in die herzustellenden Baugruben, mit erheblichem finanziellen und zeitlichen Zusatzaufwand verbunden.
Es ist daher erstrebenswert, schon von vornherein Straßen, Wege und Plätze derart herzustellen, dass sie eine möglichst lange Lebensdauer haben, insbesondere über einen langen Zeitraum großen Verkehrslasten Stand halten. Andererseits ist es erstrebenswert, möglichst schnell einen bestehenden Oberbau durch einen neuen, gegebenenfalls besseren Oberbau ersetzen zu können. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Oberbau einer Straße, eines Wegs oder eines Platzes bereitzustellen, der Verkehrslasten besonders gut und über einen langen Zeitraum aufnehmen kann und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein solcher Oberbau erzeugt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch einen Oberbau einer Straße, eines Wegs oder eines Platzes mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8.
Durch die schrägen Seitenflächen können sich die Streifen miteinander verkeilen, wodurch die Tragfähigkeit des Oberbaus im Vergleich zum Stand der Technik deutlich verbessert wird. Die Streifen greifen am Ende der Fertigung so ineinander, dass sie sogar eine vollständig intakte Platte in der Tragfähigkeit deutlich übersteigen. Ein solcher Oberbau hat nicht nur eine längere Lebensdauer, sondern kann auch besonders einfach hergestellt werden. Der Einsatz modifizierter Geräte ist zwar möglich und sinnvoll, jedoch nicht zwingend notwendig. Es können auch bereits konventionelle Geräte, welche derzeit am Markt erhältlich sind, für diese spezielle Herstellung einer Tragschicht eingesetzt werden. Als Besonderheit in der baulichen Umsetzung wird bei Straßensanierungen oder Leitungsverlegearbeiten in einer bestehenden Straße das gebundene bzw. ungebundene Material streifenförmig entnommen und das neue Baumaterial unmittelbar in denselben Streifen wieder eingebaut. Dabei variiert die Reihenfolge der Streifen in Abhängigkeit von Baugrund und Einbaugerät, damit der Effekt auch baulich entsteht. Ein Streifen im Sinne der Erfindung liegt vor, wenn die Länge des Bauelements so groß oder größer ist als dessen Breite, wobei die Breitenrichtung die Richtung ist, in der sich ein andersartiges Bauelement anschließt, also z.B. die Richtung, in der sich ein Zwischenstreifen an einen Fundamentstreifen anschließt.
Es können linienförmig Gräben ausgehoben und unmittelbar wieder mit abbindendem bzw. aushärtendem Material verfüllt werden. Als Material kommt beispielsweise Beton oder Asphalt in Betracht. Das Material in einem wiederverfüllten Graben kann erst aushärten, ehe der unmittelbar danebenliegende Graben ausgehoben und wieder verfüllt wird.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass fertiggestellte Streifen dem Verkehr der gegenüberliegenden Seite zur Verfügung gestellt werden können.
Es entstehen bis auf ganz tiefe Fundamentgräben immer keilförmige Streifen, welche an ihrer Oberseite länger bzw. breiter sind als an ihrer Unterseite. Somit verschränken sich die Streifen bzw. sperren sich gegenseitig.
Die so konstruierten bzw. produzierten Sollbruchstellen in selbsthemmender Form sind bereits von derart geringen Dimensionsweiten, dass eine weitere Zerrüttung kaum mehr möglich ist. Reflektionsrisse durch Temperaturbewegungen in Überbauschichten werden gleichzeitig so weit reduziert, dass es nur mehr dünner Überbauten bedarf. Die Streifen brechen nicht mehr weiter, sondern bilden ein bleibendes Mauerwerk.
Durch die unmittelbare Wiederverfüllung gibt es außerhalb der Bautätigkeiten keine erheblich negativen Baugruben/Absturzmöglichkeiten und somit keine Baustellen längerer Dauer. Außerhalb der Bautätigkeit können Flächen sogar provisorisch vollständig genutzt werden.
Das Prinzip von sich verkeilenden Streifen kann auch auf die bereits kleinflächiger unterteilte Betonpflasterbauweise übertragen werden.
Verlegt man zuerst die Fundamentstreifen, so kann man anschließend die Zwischen- und Scheitelstreifen von oben einfügen und verlegen.
Bei durchgehenden Verlegefugen, welche nicht mittels versetzt angeordneten Steinen unterbrochen sind, kann auf diese Weise eine Stabilisierung in der dritten Dimension erfolgen.
Das Prinzip der Verkeilung der Steine ist aber auch in versetzten Verläufen der Fugen umsetzbar. Die Neigungen der Außenkanten erfordern im Falle von Pflaster keine parallel gleich breiten Streifen, sondern lediglich eine abgestimmte Geometrie zwischen benachbarten Steinen.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Scheitelstreifen bezüglich einer Mittenlängsebene symmetrisch ist. Insbesondere kann der gesamte Oberbau bezüglich der Mittenlängsebene des Scheitelstreifens symmetrisch aufgebaut sein. Dadurch lässt sich besonders einfach eine Gewölbetragschicht aufbauen. Die Oberseiten der Bauelemente können eine ebene Fläche ausbilden. Dadurch ist es besonders einfach möglich, eine ebene Deckschicht aufzubringen.
Die Bauelemente können aus einem aushärtenden Material oder abbindenden Material, insbesondere Beton oder Asphalt, ausgebildet sein.
Der Oberbau ist zumindest in einem Bereich als keilförmig verschränktes Gewölbe ausgebildet.
So entsteht ein unter Verkehrslasten im Hinblick auf vertikale Bewegungen nach unten selbsthemmendes Keilgewölbe. So kann, insbesondere bei der Reparatur von verkehrsüberlasteten Flächen, durch Recycling der örtlichen Materialien und einem geringeren Eingriff als beim Tiefeinbau ein erheblich reduzierter Aufwand erreicht werden.
Die Zwischenstreifen und die Fundamentstreifen können breiter sein als der oder die Scheitelstreifen. Die Scheitelstreifen ergeben sich aus der bestehenden bzw. gewünschten Straßenbreite als Reststreifen gegenüber den etwa gleich breiten Fundamentstreifen und Zwischenstreifen. Insbesondere können sie eine Breite im Bereich von 10 cm bis 1 m aufweisen. Die Zwischenstreifen können Breiten im Bereich von 0,5 m bis 1,5 m aufweisen. Die Fundamentstreifen können eine Breite zwischen 0,5 m und 2 m aufweisen und Tiefen im Bereich von 20 cm bis 80 cm.
Die Scheitelstreifen können höher sein als benachbarte Zwischenstreifen. Insbesondere können sie so ausgestaltet sein, dass sie unten mittels einer kleinen Unterläufigkeit eine Verzahnung ausbilden und so gegen senkrechtes Ausheben nach oben verschränkt sind.
Der Oberbau weist zumindest ein erstes Keilgewölbe auf, das zumindest zwei Fundamentstreifen, zwei Zwischenstreifen und einen Scheitelstreifen aufweist. So lässt sich beispielsweise eine Straßenhälfte gestalten, die eine besonders große Tragfähigkeit aufweist. Es kann zumindest ein weiteres Keilgewölbe vorgesehen sein, das zumindest einen Fundamentstreifen, zwei Zwischenstreifen und einen Scheitelstreifen aufweist. Somit kann beispielsweise eine gesamte Straßenbreite mit zwei Keilgewölben hergestellt werden, wobei jeder Straßenhälfte ein Keilgewölbe zugeordnet ist und die beiden Straßenhälften sich einen mittleren Fundamentstreifen teilen.
Vorzugsweise weist der Oberbau eine Fahrbahndecke auf der Oberseite der Bauelemente auf. Diese kann beispielsweise aus Asphalt ausgebildet sein.
In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Oberbaus mit den Verfahrensschritten:

a) Aushub eines ersten Grabens für einen Fundamentstreifen oder einen Scheitelstreifen;
b) Befüllen des ersten Grabens mit aushärtbarem Material;
c) Aushub eines zweiten Grabens für einen Zwischenstreifen;
d) Befüllen des zweiten Grabens mit aushärtbarem Material;
e) Aushub eines dritten Grabens für den jeweils anderen Streifen gemäß Schritt a);
f) Befüllen des dritten Grabens mit aushärtbarem Material, wobei die zur Vertikalen schrägen Seitenflächen der Streifen durch Herstellen der Gräben mit einer entsprechenden Formgebung oder durch entsprechendes Entfernen von Grabenfüllmaterial erfolgt.

Gemäß einer Verfahrensvariante kann auf die Streifen ein Überbau aufgebracht werden.
Zunächst kann ein bestehender Oberbau abgefräst oder eine Straße abgebrochen werden.
Vor der Herstellung der Gräben können Versorgungsleitungen eingebaut werden.
Insbesondere kann zur Sanierung von Straßen mit dickerem gebundenem Oberbau folgendermaßen vorgegangen werden:

1. Abfräsen einer Arbeitsebene mit Fräsen;
2. Aushub eines Fundamentgrabens in der Straßenmitte mit einem Bagger oder einer Fräse und unmittelbar nachfolgendem Wiedereinbau des neuen Straßenmaterials, dessen Verdichtung und Ebenenabgleich zur Arbeitsebene;
3. Aushub eines danebenliegenden Seitenstreifengrabens mit Bagger oder Fräse und unmittelbar nachfolgendem Wiedereinbau des neuen Straßenmaterials, dessen Verdichtung und Ebenenabgleichs zur Arbeitsebene;
4. Wiederholung der Schritte 2, 3 auf der zuerst fertigzustellenden Straßenhälfte;
5. Aushub eines mittleren Scheitelgrabens zwischen den bereits fertiggestellten beiden Außengewölben mit Bagger oder Fräse und unmittelbar nachfolgendem Einbau des neuen Straßenmaterials, dessen Verdichtung und Ebenenabgleich als Lückenschluss zum Gesamtgewölbe;
6. Wiederholung der Arbeitsschritte 4, 5 auf der gegenüberliegenden Straßenseite;
7. im Falle größerer Straßenbreite auch gegebenenfalls noch die Ausführung eines oder mehrerer weiterer Gewölbe;
8. Überbau der Gewölbetragschicht mit einer oder mehreren Lagen Asphalt oder Beton als Fahrbahndecke.

Wenn zusätzlich zur halbseitigen Sanierung von Straßen Versorgungsleitungen eingebaut werden sollen, kann folgendermaßen vorgegangen werden:

1. halbseitiger Abbruch der Straße;
2. Aushub und Einbau der neuen Versorgungsleitungen;
3. Verfüllen einer Arbeitsebene bis zum Niveau abschließender Überbauschichten;
4. Aushub eines Scheitelgrabens in Sanierungsmitte mit Bagger oder Fräse und unmittelbar nachfolgendem Wiedereinbau des neuen Straßenmaterials, dessen Verdichtung und Ebenenabgleich zur Arbeitsebene;
5. nach dem Aushärten des Scheitelstreifens Aushub eines danebenliegenden Grabens für einen Zwischenstreifen mit Bagger oder Fräse und unmittelbar nachfolgendem Einbau des neuen Straßenmaterials, dessen Verdichtung und Ebenenabgleich zur Arbeitsebene;
6. nach dem Aushärten des Füllmaterials des Zwischenstreifens, Aushub eines danebenliegenden Fundamentgrabens mit Bagger und unmittelbar nachfolgendem Wiedereinbau des neuen Straßenmaterials, dessen Verdichtung und Ebenenabgleich zur Arbeitsebene;
7. Ausheben eines Grabens für einen Zwischenstreifen und Wiederverfüllung auf der anderen Seite des Scheitelstreifens;
8. nach dem Aushärten des Zwischenstreifens Aushub eines danebenliegenden Fundamentgrabens mit Bagger oder Fräse und unmittelbar nachfolgendem Wiedereinbau des neuen Straßenmaterials, dessen Verdichtung und Ebenenabgleich zur Arbeitsebene;
9. Überbau der Gewölbetragschicht (der Streifen) mit einer oder mehreren Lagen Asphalt oder Beton als Fahrbahndecke.

Derzeit ist die Lehre für Gräben in bestehenden Straßen, im Zuge von Aufgrabungen für Ver- und Entsorgungsleitungen oder Reparaturen, deren gebundenen Oberbau mit senkrechten Schnitten aufzutrennen und auch die gebundenen Reparaturmaterialien wieder an diese senkrechten Schnittkanten anzubauen.
Aber es wäre möglich, das Prinzip sich verkeilender Streifen auch hier, zumindest bereits beginnend als ersten Ausbauschritt, mit umzusetzen.
Bei der Reparatur oder dem Neubau von Ver- und Entsorgungsleitungen im Straßenkörper bestehender Straßen, könnten die trennenden Öffnungsschnitte der Grabenwände im gebundenen Oberbau, je nach Lage im Querschnitt als Fundamentstreifen, Zwischenstreifen oder Scheitelstreifen, schräg im bestehenden, gebundenen Oberbau mit eingebracht werden.
Entsprechend der Gesamtbreite der erforderlichen Gräben, würden dann beim Schließen der Baubereiche zumindest ein oder auch mehrere verkeilende Streifen gefertigt. Die verbliebenen sonstigen Straßenbereiche bleiben, bis zum Zeitpunkt der Sanierungsbedürftigkeit, noch in ihrem ursprünglichen Zustand. So kann die Infrastruktur auch nach und nach im Zuge von Leitungsarbeiten oder Teilsanierungen bereits mit ertüchtigt werden.
Und selbst wenn die im Bestand erneuerten Streifenbereiche nur in analoger Dicke der bestehenden, gebunden Schichten ausgeführt würden, ist eine schräge Schnittkante innerhalb des vorhandenen gebundenen Oberbaus allemal ein erster Schritt und besser als die derzeit üblichen senkrecht bzw. vertikalen Anbaukanten. Eine konisch geschnittene Abdeckung eines Grabens verkeilt unter Verkehrslast ebenfalls, im Gegensatz zu den aktuell nur senkrechten Schnitten und kann bei zeitlich deutlich später fortgesetzten Arbeiten auch besonders gut ausgehoben, aber bis dahin eben nicht eingedrückt werden.
Ein erfindungsgemäßer Oberbau kann hergestellt werden, indem zumindest zwei Streifen gleichzeitig hergestellt werden und ein Gleitschalungsfertiger eingesetzt wird.
Insbesondere, wenn eine Straße neu hergestellt werden soll, kann folgendermaßen vorgegangen werden:

1. Vorbereitung des Erdplanums im Auftrag oder Abtrag der neuen Straße;
2. Verfüllen mit ungebundenen Oberbauschichten, halbseitige Vorprofilierung eines gewölbten Untergrunds;
3. halbseitig Ebenenherstellung im Massenausgleichsniveau als befahrbare Straße;
4. Einbau von zwei Fundamentstreifen und eines Scheitelstreifens mit einem Gleitschalungsfertiger;
5. Einbau der beiden dazwischen verbliebenen Zwischenstreifen;
6. erster Bauabschnitt dient nun als Baustraße, Profilierung des Unterbaus der zweiten Straßenhälfte;
7. Einbau eines gegenüberliegenden Fundamtentstreifens und des Scheitelstreifens;
8. Einbau der beiden dazwischen verbliebenen Zwischenstreifen;
9. Überbau der Gewölbetragschicht (der Streifen) mit einer oder mehreren Lagen Asphalt oder Beton als Fahrbahndecke.

Ein Gleitschaltungsfertiger kann dabei alle Streifen gleichzeitig herstellen, indem er vorlaufende Streifen fertigt, deren Wandungen mit einem Trennmittel versehen werden und dann unmittelbar nachfolgend die verbliebenen Zwischenstreifen aufgefüllt werden. Ein nachlaufender Glätter kann somit das Finish für die Gesamtfläche aller noch frischen Streifen gemeinsam durchführen.
Wegen der erforderlichen Beschickung des Fertigers ist eine halbseitige Fertigung der Straße sinnvoll, sodass das Material nicht auf dem vorprofilierten Erdplanum angeliefert werden muss.
Entgegen der beim traditionellen Straßenbau ungewünschten Mittelnaht weist ein in zwei Straßenhälften gefertigtes Keilgewölbe keine abschließende Schwachstelle in Straßenmitte auf.
Denkbar ist auch eine Fertigung über die gesamte Straßenbreite in einheitlicher Schichtdicke. Dadurch entsteht dennoch ein Oberbau mit sich verkeilenden Streifen, wobei der Oberbau keine senkrechten Fugen aufweist. Dies ist vorteilhaft für die Lastverteilung.
Wenn bei einer Straße nur die Deckschicht erneuert wird, ist es denkbar die darunter verbleibenden, gebundenen Tragschichten mittels entsprechend verschieden geneigten Schnitten in eben solche verkeilende Streifen zu schneiden, um so deren Lastverteilung zu verbessern und einer späteren unkontrollierten, ungünstigen Rissbildung, mittels verkeilender Schnittführung zuvor zu kommen.
Das Verfahren kann noch dadurch verfeinert werden, dass frisch gefräste oder freigelegte Flanken der bereits eingebauten und ausgehärteten Streifen vor dem Anbau der nachfolgenden Streifen bituminös angesprüht werden. Dies dient der Wasserhaltung bei der Abbindung des neu eingebrachten Materials, der Spannungsverteilung späterer Druckkräfte ohne Spannungsspitzen und zur Abdichtung der Stoßflächen im fertigen aus den Streifen gebildeten Keilgewölbe.
Zusätzliches schräges Nachschneiden des bereits ausgehärteten Materials in einem der vorher eingebrachten Gräben kann erfolgen, wenn die Stabilität bzw. Form des Grabenaushubs oder Fehlstellen zu einer unschönen Fugenform geführt haben sollten.
Wenn die mittigen Scheitelgräben etwas tief ausgehoben werden, kann sich auch unter den Zwischenstreifen etwas Material ausbreiten. Dies ergibt nach der Aushärtung eine Verhakung, sodass der Scheitelstreifen nicht mehr nach oben ausweichen kann.
Zur Vermeidung von Reflektionsrissen im Asphalt sind quer aufgrund der vergleichsweise schmalen Streifen keine Zusatzmaßnahmen erforderlich. Regelmäßige Querrisse längs können durch schwere Walzen mittels Mikrorissen erzeugt werden.
So können aber auch gezielt Fugenbilder mittels eingerüttelten Fugen ausgeführt werden, um eine nochmals verbesserte Schubfestigkeit zu erhalten. Dabei kann ein gewünscht verkleinertes Raster auch so optimiert werden, dass hydraulisch gebundene Materialien mit nur einer dünnen Lage Asphalt überbaut werden können.
Für den Fall, dass das Keilgewölbe in Form einer fertigen Betondecke an der Oberfläche ausgeführt würde, kann die Fugengestaltung auf diese Weise ebenfalls optimiert werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Straße bereits kleinflächig gebrochen produziert wird aber mit genau definierten dreidimensionalen Bruchstellen, dass diese Risse nicht auseinandergehen können und das Bauwerk bestehen bleibt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in verschiedenen Stadien der Benutzung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: eine erste Ausführungsform einer Straße mit erfindungsgemäßem Oberbau;
Fig. 2: eine zweite Ausführungsform einer Straße mit erfindungsgemäßem Oberbau;
Fig. 3: eine Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Oberbaus, der nicht gewölbt ist;
Fig. 4a - 4k: Darstellungen zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Oberbaus;
Fig. 5a - 5i: Darstellungen zur Erläuterung eines alternativen Verfahrens;
Fig. 6a - 6i: Darstellungen zur Erläuterung des Verfahrensablaufs mit einem Gleitschalungsfertiger.

Die Figur 1 zeigt einen Oberbau 1 einer Straße. Der Oberbau 1 weist Fundamentstreifen 2, Scheitelstreifen 3 und Zwischenstreifen 4 auf. Die beiden äußeren Scheitelstreifen 2 weisen nur eine geneigte Seitenfläche 5 auf, während die anderen Streifen 2, 3, 4 zwei geneigte Seitenflächen aufweisen. Insbesondere weisen die Seitenflächen der übrigen Streifen 2, 3, 4 einen Winkel zur vertikalen auf, der > 0° und < 90° beträgt. Die Seitenflächen benachbarter Streifen 2, 3, 4 sind in ihrer Neigung aufeinander abgestimmt. Aufgrund der geneigten Seitenflächen ergibt sich eine Verkeilung der Streifen 2, 3, 4.
Die Streifen 2, 3, 4 sind aus einem aushärtenden oder abbindenden Material, insbesondere Beton oder Asphalt, ausgebildet.
Die Scheitelstreifen 3 weisen eine geringere Breite auf als die Zwischenstreifen 4 und die Fundamentstreifen 2.
Die Streifen 2, 3, 4 in der linken Hälfte bilden ein erstes Keilgewölbe 6 aus, wohingegen die Streifen 2, 3, 4 in der rechte Hälfte ein zweites Keilgewölbe 7 ausbilden. Die beiden Keilgewölbe 6, 7 nutzen gemeinsam den mittleren Fundamentstreifen 2. Die gesamte Straße weist demnach zwei Keilgewölbe 6, 7 auf. Für jede Straßenhälfte ist ein Keilgewölbe 6, 7 vorgesehen. Auf der Oberseite bilden die Streifen 2, 3, 4 eine ebene Oberfläche aus, auf der ein Fahrbahnbelag 8 angeordnet ist.
Weiterhin ist zu erkennen, dass die Fundamentstreifen 2 eine Oberseite O aufweisen, die eine geringere Breite aufweist als deren Unterseite U.
Die Zwischenstreifen 4 weisen eine Oberseite O auf, die eine größere Breite aufweist, als die Unterseite U. Gleiches gilt für die Scheitelstreifen 3.
Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Oberbaus 1.1. Im Unterschied zu der Darstellung der Figur 1 sind zwischen den Fundamentstreifen 2 und den Scheitelstreifen 3 jeweils zwei Zwischenstreifen 4 angeordnet. Es werden ebenfalls zwei Keilgewölbe 6, 7 ausgebildet. Grundsätzlich ist es denkbar, für die gesamte Straßenbreite nur ein Keilgewölbe vorzusehen. Ebenfalls ist es denkbar, für eine Straßenbreite mehrere Keilgewölbe, insbesondere mehr als zwei Keilgewölbe, vorzusehen.
Bei der Ausgestaltung des Oberbaus 1.3 gemäß der Figur 3 ist zu erkennen, dass dieser nicht als Keilgewölbe ausgebildet ist. Dennoch weisen auch hier die Fundamentstreifen 2 zur Vertikalen geneigte Seitenflächen auf, an die sich jeweils ein Zwischenstreifen 4 mit entsprechend geneigter Seitenfläche anschließen. Hier ist zu erkennen, dass die Zwischenstreifen 4 zwar ebenfalls so ausgebildet sind, dass die Oberseite O eine größere Breite aufweist als die Unterseite U, dass die Ober- und Unterseiten O, U jedoch parallel zueinander ausgerichtet sind. In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen waren die Ober-und Unterseiten O, U der Zwischenstreifen 4 nicht parallel zueinander ausgerichtet. Das galt lediglich für die Fundamentstreifen 2 und Scheitelstreifen 3.
Auch durch eine Ausgestaltung gemäß der Figur 3 wird jedoch eine Verkeilung erreicht und ein Oberbau 1.3 geschaffen, der höhere Verkehrslasten aufnehmen kann als bisher üblicherweise verwendete Oberbaue. In der Mitte des Oberbaus 1.3 ist wiederrum ein Scheitelstreifen 3 vorgesehen. In der Figur 3 weisen alle Streifen 2, 3, 4 parallele Ober- und Unterseiten auf.
Weiterhin ist zu erkennen, dass die Neigungen der geschnittenen Wände der Zwischenstreifen 4, ausgehend von den Scheitelstreifen 3, nach außen mit jedem weiteren Streifen etwas zunehmen.
Die Figur 4 zeigt verschiedene Arbeitsschritte, die ausgeführt werden müssen, um eine Straße zu sanieren und einen erfindungsgemäßen Oberbau einzubauen.
In der Figur 4a wird eine Arbeitsebene 10 durch Abfräsen mit einer Fräse hergestellt. Anschließend wird in der Straßenmitte mit einem Bagger oder einer Fräse ein Graben 11 für einen Fundamentstreifen ausgehoben, siehe Figur 4b.
Gemäß der Figur 4c wird der Graben 11 mit Straßenmaterial 12 gefüllt. Das Straßenmaterial 12 wird verdichtet und es erfolgt ein Ebenenabgleich zur Arbeitsebene 10. Anschließend wird ein Graben 13 ebenfalls mittels Bagger oder Fräse ausgehoben. Hier ist zu erkennen, dass an der linken Seite ein Teil des Straßenmaterials 12, welches einen Fundamentstreifen 2 bildet, entfernt wird, sodass ein geneigte Seitenfläche 5 entsteht. Der Graben 13 wird so ausgehoben, dass eine zur Horizontalen geneigte Unterseite U und eine zur Vertikalen geneigte Seitenfläche S entsteht.
Anschließend wird gemäß Figur 4d der Graben 13 mit Straßenmaterial gefüllt, sodass ein Zwischenstreifen 4 entsteht. Das Straßenmaterial wird ebenfalls verdichtet und es erfolgt ein Ebenenabgleich zur Arbeitsebene 10. Im Folgenden wird ein Graben 14 für einen weiteren Fundamentstreifen ausgehoben. Dieser Graben 14 wird gemäß Figur 4e mit Straßenmaterial gefüllt, dieses verdichtet und es erfolgt ein Ebenenabgleich. Anschließend wird erneut ein Graben 15 für einen weiteren Zwischenstreifen ausgehoben, wobei wieder entsprechend geneigte Seitenflächen erzeugt werden.
Nach Auffüllen des Grabens 15 mit Straßenmaterial, sodass ein Zwischenstreifen 4 entsteht (siehe Figur 4f) wird ein Graben 16 für einen Scheitelstreifen ausgehoben. Dieser wird ausweislich Figur 4g mit Straßenmaterial gefüllt, dieses verdichtet und es wird wiederrum ein Ebenenabgleich durchgeführt. In der Figur 4g ist auf der linken Straßenhälfte ein Keilgewölbe fertiggestellt. Zur Erzeugung eines Keilgewölbes auf der rechten Straßenseite wird rechts des mittleren Fundamentstreifens 2 ein weiterer Graben 17 für einen Zwischenstreifen mit geneigten Seitenflächen ausgehoben. Dieser wird, wie sich aus der Figur 4h ergibt, mit Straßenmaterial gefüllt und verdichtet. Daraufhin wird ein weiterer Graben 18 für einen rechten Fundamentstreifen ausgehoben.
Dieser wird ausweislich Figur 4i mit Straßenmaterial verfüllt und verdichtet. Nach Aushärten des Straßenmaterials wird ein weiterer Graben 19 für einen Zwischenstreifen ausgehoben. Nach Verfüllen des Grabens 19 mit Straßenmaterial und Verdichten des Straßenmaterials wird ein Graben 20 ausgehoben, wiederrum mit beispielsweise Bagger oder Fräse, und anschließend, siehe Figur 4k, mit Straßenmaterial verfüllt. Anschließend wird ein Straßenbelag 21 aufgebracht, siehe Figur 4k.
Bei der in der Figur 5 dargestellten Verfahrensvariante erfolgt in der Figur 5a zunächst ein Abbruch von bestehendem Oberbau im Bereich 30. Weiterhin wird ein Graben 31 ausgehoben, siehe Figur 5b. In diesen Graben 31 werden Versorgungsleitungen 32 eingebaut. Anschließend wird der Graben 31 mit ungebundenem Straßenmaterial bis zur Arbeitsebene 34 verfüllt, siehe Figur 5c.
Anschließend wird entsprechend Figur 5d ein Graben 35 in der Sanierungsmitte mittels Bagger oder Fräse ausgehoben. Dieser Graben 35, der für einen Scheitelstreifen vorgesehen ist, wird ausweislich Figur 5e mit Straßenmaterial verfüllt und verdichtet. Der Graben 35 wurde schon mit entsprechend geneigten Seitenflächen erzeugt. Daran anschließend wird ein weiterer Graben 36 ausgehoben, der für einen Zwischenstreifen vorgesehen ist. Der Graben 36 wird ausweislich Figur 5f mit Straßenmaterial verfüllt und dieses verdichtet. Anschließend wird ein Graben 37 für einen Fundamentstreifen ausgehoben. Dieser wird ausweislich Figur 5g verfüllt und das Füllmaterial verdichtet. Daran anschließend wird auf der linken Seite des Scheitelstreifens 3 ein Graben 38 für einen weiteren Zwischenstreifen ausgehoben. Dieser Graben 38 wird ausweislich Figur 5h mit Straßenmaterial verfüllt und verdichtet. Anschließend wird ein Graben 39 für einen weiteren Fundamentstreifen ausgehoben. Dieser wird ausweislich Figur 5i mit Straßenmaterial verfüllt und verdichtet. Daraufhin kann ein Straßenbelag aufgebracht werden.
In den Figuren 6a bis 6i ist die Herstellung eines Oberbaus mittels Gleitschalungsfertiger dargestellt. Ausweislich der Figur 6a wird durch Aushub ein Erdplanum 40 hergestellt. Ausweislich der Figur 6b werden neue ungebundene Baumaterialien 41 eingebracht. Auf der linken Hälfte erfolgt eine Vorprofilierung eines gewölbten Untergrunds 42. Im Anschluss daran erfolgt eine halbseitige Ebenenherstellung der Ebene 43 aus ungebundenem Material, wie dies in der Figur 6c zu sehen ist. Diese Ebene 43 kann als befahrbare Baustraße verwendet werden.
Im Anschluss daran werden ausweislich Figur 6d mittels eines Gleitschalungsfertigers zwei Fundamentstreifen 2 und ein Scheitelstreifen 3 hergestellt. Ein Gleitschalungsfertiger kann die Streifen 2, 3 gleichzeitig herstellen, indem er vorlaufende Streifen fertigt, deren Wandungen mit einem Trennmittel versehen werden. Unmittelbar nachfolgend können die verbliebenen Zwischenstreifen ausgefüllt werden, siehe Figur 5e, f. Ein nachlaufender Glätter kann das Finish für die Gesamtfläche aller noch frischen Streifen gemeinsam durchführen.
Wegen der erforderlichen Beschickung des Gleitschalungsfertigers ist eine halbseitige Fertigung der Straße sinnvoll, sodass das Material nicht auf dem vorprofilierten Erdplanum angeliefert werden muss.
Ausweislich der Figur 6f ist die linke Hälfte der Straße fertiggestellt. Anschließend erfolgt eine Profilierung der rechten Straßenhälfte.
Ausweislich der Figur 6g werden mittels des Gleitschalungsfertigers der rechte Fundamentstreifen 2 und der Scheitelstreifen 3 gleichzeitig gefertigt.
Gemäß der Figur 6h werden anschließend die Zwischenstreifen 4 mittels Gleitschalungsfertiger hergestellt.
In der Figur 6i werden Überbauschichten 44 aufgebracht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass mittels Fräsen und Baggern Gräben sowohl vertikal von oben nach unten als auch von schräg oben nach schräg unten hergestellt werden können. Ein im losen Baumaterial ausgehobener Graben rutscht etwas nach, sodass sich keine senkrechten Grabenwände, sondern schräge Wandungen ausbilden. Über diesen natürlichen Böschungswinkel hinausgehende Neigungen können nachprofiliert werden. Loses Material kann aufgrund seiner nachrutschenden Eigenschaften auch unter bzw. neben einer überhängenden Schräge ausgebaggert werden.
In gebundenem bzw. ausgehärtetem Material eingefräste oder schräg durchtrennend geschnittene Gräben bleiben auch mit überhängenden Wandungen stehen ohne einzustürzen.
Fräsen können auch von einem zuvor eingebrachten und bereits ausgehärteten Material wie Beton oder HGT wieder Teilbereiche entfernen bzw. wegfräsen. Frischbeton und HGT können in ihrer Konsistenz so gesteuert werden, dass bei der Fertigung mit Gleitschalungsfertigern Wände mit geneigten und sogar etwas überhängenden Formen hergestellt werden können.
Zusammenfassend können selbsthemmende Keilgewölbe sowohl im Neubau als auch im Sanierungsfall mittels Fräsen, Baggern und Gleitschalungsfertigern wirtschaftlich hergestellt werden.

Claims

Oberbau (1, 1.1, 1.3) einer Straße, eines Wegs oder eines Platzes, wobei der Oberbau (1, 1.1, 1.3) mehrere streifenförmige Bauelemente aufweist, von denen
a. zumindest ein Bauelement als Fundamentstreifen (2) ausgebildet ist, dessen Oberseite (O) eine geringere Breite aufweist als seine Unterseite (U) und der zumindest eine Seitenfläche (5) aufweist, die zur Vertikalen einen Winkel zwischen 0^O und 90^O aufweist,

b. zumindest ein Bauelement als Scheitelstreifen (3) ausgebildet ist, dessen Oberseite (O) eine größere Breite aufweist als dessen Unterseite (U), und der auf gegenüberliegenden Seiten Seitenflächen aufweist, die zur Vertikalen einen Winkel zwischen 0^O und 90^O aufweisen,

c. zumindest ein Bauelement als Zwischenstreifen (4) ausgebildet ist, dessen Oberseite (O) eine größere Breite aufweist als dessen Unterseite (U) und der auf gegenüberliegenden Seiten Seitenflächen aufweist, die zur Vertikalen einen Winkel zwischen 0^O und 90^O aufweisen, wobei die Neigungen der Seitenflächen benachbarter Bauelemente aufeinander abgestimmt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Oberbau (1, 1.1) zumindest ein erstes unter Verkehrslasten im Hinblick auf vertikale Bewegungen nach unten selbsthemmendes Keilgewölbe (6, 7) aufweist, das zumindest zwei Fundamentstreifen (2), zwei Zwischenstreifen (4) und einen Scheitelstreifen (3) aufweist.
Oberbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitelstreifen (3) bezüglich einer Mittenlängsebene symmetrisch ist.
Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseiten (O) der Bauelemente eine ebene Fläche ausbilden.
Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente aus einem aushärtenden Material oder abbindenden Material, insbesondere Beton oder Asphalt, ausgebildet sind.
Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstreifen (4) und die Fundamentstreifen (2) breiter sind als der oder die Scheitelstreifen (3).
Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitelstreifen (3) höher ist als benachbarte Zwischenstreifen (4).
Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiteres Keilgewölbe (6, 7) vorgesehen ist, das zumindest einen Fundamentstreifen (2), zwei Zwischenstreifen (4) und einen Scheitelstreifen (3) aufweist.
Oberbau nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fundamentstreifen (2) zur Vertikalen geneigte Seitenflächen aufweisen, an die sich jeweils ein Zwischenstreifen (4) mit entsprechend geneigter Seitenfläche anschließt und in der Mitte des Oberbaus (1.3) ein Scheitelstreifen (3) vorgesehen ist, wobei die Ober- und Unterseiten (O, U) aller Streifen (2, 3, 4) parallele Ober- und Unterseiten aufweisen und die Neigungen der geschnittenen Wände der Zwischenstreifen (4) ausgehend von dem Scheitelstreifen (3) nach außen mit jedem weiteren Streifen etwas zunehmen, wodurch eine Verkeilung erreicht wird.
Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Fahrbahndecke auf der Oberseite der Bauelemente aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Oberbaus (1, 1.1, 1.3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Verfahrensschritten:
a. Aushub eines ersten Grabens (11, 35) für einen Fundamentstreifen (2) oder einen Scheitelstreifen (3);

b. Befüllen des ersten Grabens (11, 35) mit aushärtbarem Material;

c. Aushub eines zweiten Grabens (13, 36) für einen Zwischenstreifen (4);

d. Befüllen des zweiten Grabens (13, 36) mit aushärtbarem Material;

e. Aushub eines dritten Grabens (16, 37) für den jeweils anderen Streifen gemäß Schritt a;

f. Befüllen des dritten Grabens (16, 37) mit aushärtbarem Material, wobei die zur Vertikalen schrägen Seitenflächen der Streifen durch Herstellen der Gräben mit einer entsprechenden Formgebung oder durch entsprechendes Entfernen von Grabenfüllmaterial erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Streifen ein Überbau (21) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein bestehender Oberbau (30) abgefräst oder eine Straße abgebrochen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Herstellung der Gräben Versorgungsleitungen (32) eingebaut werden.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reparatur oder dem Neubau von Ver- und Entsorgungsleitungen im Straßenkörper bestehender Straßen trennende Öffnungsschnitte der Grabenwände im gebundenen Oberbau, je nach Lage im Querschnitt als Fundamentstreifen, Zwischenstreifen oder Scheitelstreifen, schräg im bestehenden, gebundenen Oberbau mit eingebracht werden.
Verfahren zur Herstellung eines Oberbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Streifen gleichzeitig hergestellt werden und ein Gleitschalungsfertiger eingesetzt wird.