專利名稱：透水的地面覆蓋層以及生產(chǎn)這種地面覆蓋層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋪設(shè)在地基上的可透水的地面覆蓋層，其中地面覆蓋層的上部結(jié)構(gòu)是由壓實的礦質(zhì)骨料和有機的粘結(jié)材料組成的混合體。此外，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)這種地面覆蓋層的方法。
背景技術(shù)：
通過地面覆蓋層對地面加固是已公開的技術(shù)。該地面覆蓋層用于鋪設(shè)街道，廣場，建筑物的封閉層和其它可行走或者可行駛的地面?；炷粮采w層、瀝青覆蓋層、石子覆蓋層以及木質(zhì)覆蓋層是很常見的。對于排出表面積水不利的是有限的或者完全缺乏的透水能力，因此經(jīng)常談到表面的密封，人們通過大多很昂貴的排水設(shè)備來嘗試解決這個問題。
表面的密封的生態(tài)上不希望的副作用是河道的增大的負載，在強烈的或者持續(xù)的傾盆大雨時或者通過冰雪融化使該河道轉(zhuǎn)變成狂暴的洪流。其結(jié)果就是災(zāi)難總是經(jīng)常發(fā)生洪水，公共污水處理設(shè)備負擔(dān)過重或者失效，基礎(chǔ)水位下降。
鑒于建筑技術(shù)的特性提供了其他的要求。這涉及了在濕度、害蟲的防治、聲音技術(shù)的特性方面的特性、抵制化學(xué)影響和火的特性。地面的耐久性作為重要的要求起到很大的作用，其中如耐壓強度，抗彎拉伸強度，抵制拖拉，滾動，碰撞和沖擊的耐磨強度，抵制擠壓的強度等特性都是基本的建筑技術(shù)參數(shù)。
對于特殊應(yīng)用，例如跑馬場和運動場構(gòu)造，由塑料制成的格網(wǎng)板被證明是很好的。這種類型的格網(wǎng)板在DE 19720006 C2中公開。一方面，格網(wǎng)板利用突起或者開口的精致的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)可行走或者可行駛的表面，另一方面格網(wǎng)板通過其水調(diào)節(jié)能力而避免使用密封。
平整地鋪設(shè)的格網(wǎng)板直接地鋪設(shè)在地基，如碎石、草、粘土和腐植土上。然而，同樣也可以在地基上鋪設(shè)沙層或者碎石層，以便在該層上鋪設(shè)格網(wǎng)板。通過沙層或者碎石層可以平衡地面的不平整性。根據(jù)運動場的應(yīng)用情況，也許可以鋪設(shè)幾厘米厚的踩踏層。與格網(wǎng)板一起構(gòu)成運動場覆蓋物的上部結(jié)構(gòu)的該踩踏層，在馬場中通常由沙料組成、由具有填充料的混合料(木材碎片或者塑料碎片)或者僅僅由木材碎片組成。根據(jù)踩踏層的要求和構(gòu)成，從格網(wǎng)板的上板測量，該踩踏層具有8至15厘米之間的厚度。
不過，在鋪設(shè)大的平面時，其缺點是格網(wǎng)板的相對高的成本以及不平整的結(jié)構(gòu)。
帶有均勻的和視覺上美觀的表面結(jié)構(gòu)的覆蓋層在DE 197 33588中已公開?？赏杆采w層由礦質(zhì)骨料和有機的粘結(jié)材料組成?；旌衔镌谶€沒有硬化和可變形的狀態(tài)中使用。大多有機的粘結(jié)材料適合作為粘結(jié)材料，該粘結(jié)材料和礦質(zhì)骨料一起混合形成填充物，并且在硬化前加工。
由凝固的礦質(zhì)骨料制成的覆蓋層的缺陷是缺乏與地基的連接，這正好損害了外層地面在凍融轉(zhuǎn)換時的機械應(yīng)力。因此，建筑材料的化學(xué)的、物理的和生物的侵蝕可以引起在位于其下的底層地面的侵蝕和損壞。
因此公共建筑開發(fā)商希望不必封閉地面覆蓋層的表面，并且允許低廉地大面積鋪設(shè)，其可以毫無問題地承受例如通過機動車施加的高的機械應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
基于這個背景，本發(fā)明的目的在于，提供一種這樣類型的可透水的地面覆蓋層，該地面覆蓋層在復(fù)雜的形成中相對于已公開的地面覆蓋層和格網(wǎng)板系統(tǒng)而言也是成本低廉的。鑒于機械負荷能力，地面覆蓋層在所鋪設(shè)的表面的使用中應(yīng)該沒有任何限制。此外提供了一種生產(chǎn)這種地面覆蓋層的方法，該方法使鋪設(shè)變得簡單且廉價。
根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于地面覆蓋層所設(shè)置的目的通過權(quán)利要求1所述的特征實現(xiàn)。地面覆蓋層相應(yīng)地具有多層的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)，其中下部結(jié)構(gòu)具有至少一層地基側(cè)的沙層和至少一層上部結(jié)構(gòu)側(cè)的碎石層。在碎石中的細粒的平均尺寸k碎石為5mm或者更大。
在實踐中已經(jīng)確定，即僅僅由格網(wǎng)系統(tǒng)或者凝固的礦質(zhì)骨料構(gòu)成的地面覆蓋層的耐久性和負荷能力受到限制。通過根據(jù)本發(fā)明的由上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)組成的地面覆蓋層結(jié)構(gòu)，涉及到由凝固礦質(zhì)骨料制成的上部結(jié)構(gòu)的可透水性的積極的特性廣泛地適合于地基。下部結(jié)構(gòu)的粒狀材料可以使負荷均勻地分布到在其下設(shè)置的地基中，從而在上部結(jié)構(gòu)上起作用的點狀的荷載壓力通過地基側(cè)沙層大面積分布地傳導(dǎo)到地基中，因此，上部結(jié)構(gòu)的靜力的或者液力的壓力負荷能力相對于已公開的解決方案得到?jīng)Q定性的改善。
鑒于水調(diào)節(jié)能力，下部結(jié)構(gòu)到上部結(jié)構(gòu)的透水的通道得到改善。在帶有高比例的粘土的挑剔的地基中，下部結(jié)構(gòu)能夠補充上部結(jié)構(gòu)的水存儲能力。穿過上部結(jié)構(gòu)的上部表面水由下部結(jié)構(gòu)容納，并且將水平地分布。這樣短期內(nèi)能夠容納大量的水并暫存起來。直到地基或者其他的排水裝置將水排出。該排水能力歸因于高的空心腔部分，從而甚至在水防護區(qū)域中也可以毫無問題的裝入。該空心腔部分以及巖石的不同尺寸和材料的不同種類導(dǎo)致突出的聲吸收。
試驗指出，根據(jù)本發(fā)明的地面覆蓋層表現(xiàn)出了突出的水吸收值。在野外實驗中，根據(jù)DIN 18035-6，章節(jié)5.1.6.3和5.1.6.2，測定地面覆蓋層的水吸收值，并且與常規(guī)的可透水運動場的結(jié)構(gòu)的值比較。就此而言，DIN 18035-6的要求被多倍超額完成。因此，具有47mm的上部結(jié)構(gòu)的層厚度的取樣得出k*＝0.51cm/s的水吸收值。根據(jù)DIN 18035-6、表3，要求為＞0.01cm/s。
在下部結(jié)構(gòu)中的碎石顆粒的尺寸具有對地面的水吸收值和地面覆蓋層的水調(diào)節(jié)能力的另一個有利的影響。在平均的顆粒尺寸中，其允許篩下物顆粒為5mm或者更突出的值。在5至16mm、16-22mm或者16至32mm之間的區(qū)域中的平均碎石尺寸k碎石被證明是有利的。這就是說，碎石層由具有不同顆粒尺寸的碎石組成，其中碎石層的顆粒位于所述的一個區(qū)域中。壓實的碎石層的平均的層厚度dS優(yōu)選地在400和500mm之間。
同樣填充料的顆粒尺寸具有對地面覆蓋層的滲漏效率的重要的影響。特別優(yōu)選的是，填充料的顆粒的平均尺寸在1至7mm之間。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的地面覆蓋層的層結(jié)構(gòu)具有對機械的強度值的有利影響，從而對于顆粒的平均尺寸來說，超過5mm的值甚至是可能的，而不會出現(xiàn)非常高的破碎的危險。利用該顆粒直徑可以進一步提高滲漏效率。此外，在該值時，由于礦物的和有機的細小部分的參與，隨著時間的過去，滲漏效率下降很少。
上部結(jié)構(gòu)的多孔的結(jié)構(gòu)致使上部表面具有高的摩擦系數(shù)，從而地面覆蓋層作為防滑的覆蓋物適合用于行駛道路、行走道路、樓梯和演出場館，進而可以避免事故危險。
鑒于壓力負荷能力和較好的可透水性，用于上部結(jié)構(gòu)的有效的層厚度在30至60mm之間。當(dāng)然也可以是較小的值，其中鑒于壓力負荷能力必須做出讓步。用于上部結(jié)構(gòu)的較大的層厚度對于壓力負荷能力來說僅僅帶來微不足道的改善，并且增加了地面覆蓋層的費用。因此多數(shù)應(yīng)用情況下的最佳值在上面所述的范圍內(nèi)。
通常顆粒尺寸分布根據(jù)DIN 66145確定。參數(shù)n至少為9，并且在忽略每1％的篩上物顆粒和篩下物顆粒下測定。
粘結(jié)材料優(yōu)選地是一種雙組分聚氨酯粘結(jié)材料。同樣也可以應(yīng)用雙組分環(huán)氧樹脂粘結(jié)材料或者單組分聚氨酯粘結(jié)材料。例如可以使用Koch Marmorit公司的Kryorit牌的。
應(yīng)用雙組分環(huán)氧樹脂粘結(jié)材料的一個重要的優(yōu)點是其環(huán)境適應(yīng)性。根據(jù)本發(fā)明的地面覆蓋層例如不具有任何霉菌的毒效果，并且被認(rèn)為很難由微生物分解。盡管如此，如材料試驗中所指出的，可從地面覆蓋層提取的材料可以很好地分解。如沖洗試驗證明，在表面水和地面覆蓋層材料之間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而穿過地面覆蓋層滲透的表面水可以未加處理地導(dǎo)入排水系統(tǒng)中，或者可以不令人擔(dān)心地流到地下水中。最后根據(jù)本發(fā)明的地面覆蓋層在其使用期限后，在沒有對環(huán)境消極影響的情況下，在土壤和碎石清洗設(shè)備中清除。可選地，在切碎后可以作為顆粒再次應(yīng)用。
當(dāng)加工粘結(jié)材料時，兩種方法被區(qū)分。如果作為碎石和沙存在的上部結(jié)構(gòu)或者下部結(jié)構(gòu)的組成部分被穩(wěn)固，那么該組成部分有利地與事先均勻分散的粘結(jié)劑在原處混合，并被散布。在碎石或者其它的較粗糙的顆粒固定時，環(huán)氧樹脂或者聚氨酯和固化劑同樣在原處混合，并且以液態(tài)的形式噴灑到碎石表面上。該粘結(jié)劑流入深處，并且將各個碎石塊或者顆粒彼此粘結(jié)。
所述的粘結(jié)材料能夠通過高的粘合力將每一個填充料以很好的粘合力粘結(jié)在有粘性的和呈毛細血管狀的作用范圍內(nèi)。這樣額外地有助于地面覆蓋層的所述靜態(tài)的和動態(tài)的壓力負荷能力。相鄰的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的層的粘結(jié)對于高負荷能力是特別有效的，從而使得地面覆蓋層也能夠通行車輛。
為了使廣場在視覺上美觀，經(jīng)常希望地面能夠被染色。通過應(yīng)用作為填充物的彩色石英砂或者天然石料，有超過200種的色彩變化可供選擇，從而使地面覆蓋層的彩色外觀并沒有界限限制。建筑師們知道如何有效地使用該色彩效果。
除了用于適合作為行車道的重要的靜態(tài)下和動態(tài)下的強度值，例如相對于瀝青，根據(jù)本發(fā)明的地面覆蓋層還通過較多的空腔部分更好地吸收了車輛的噪音。在空腔部分至少占上部結(jié)構(gòu)的45％時得到特別有利的值。
相關(guān)于地面覆蓋層的本發(fā)明的進一步有利的實施例在權(quán)利要求11至14中所述的特征中提出。
根據(jù)本發(fā)明，鑒于用于地面覆蓋層的生產(chǎn)的方法的目的通過權(quán)利要求15的特征實現(xiàn)。相應(yīng)地，根據(jù)下面的方法步驟實現(xiàn)了該生產(chǎn)·將由粘結(jié)材料和沙制成的還可變形的混合物鋪設(shè)到地基上，·壓實粘結(jié)材料和沙的混合物，·將由粘結(jié)材料和碎石制成的還可變形的混合物鋪設(shè)到沙層上，
·將由填充料和粘結(jié)材料構(gòu)成的還可變形的混合物構(gòu)成的上層鋪設(shè)到最后鋪設(shè)的層上，·壓實還可變形的混合物，·硬化。
當(dāng)在其之下的層硬化之前，壓實第一層后直接鋪設(shè)下一層時，出現(xiàn)各層之間強化的粘結(jié)。這一點需要在層與層之間迅速地鋪設(shè)和壓實。
相關(guān)于地面覆蓋層的本發(fā)明的其他的有利的實施例在權(quán)利要求16至20的特征中提出。


接下來，參考附圖對本發(fā)明的有利的實施例進行說明。圖中示出圖1穿過在地基上鋪設(shè)的帶有兩層下部結(jié)構(gòu)的地面覆蓋層的示意性截面圖，以及圖2穿過在地基上鋪設(shè)的帶有三層下部結(jié)構(gòu)的地面覆蓋層的示意性截面圖。
具體實施例方式
圖1以截面圖直觀地示出了根據(jù)本發(fā)明的地面覆蓋層1的多層結(jié)構(gòu)。該地面覆蓋層在本實施例中具有三層，其最底層，下部結(jié)構(gòu)2鋪設(shè)在地基3上。在下部結(jié)構(gòu)2可以鋪設(shè)之前，首先要準(zhǔn)備地基3。挖掘地基直到40至60cm的防凍深度。挖掘深度取決于，保持下部結(jié)構(gòu)2和地基3之間的連接不被凍融轉(zhuǎn)換的侵蝕效應(yīng)影響。
下部結(jié)構(gòu)2本身由在地基一側(cè)的由沙構(gòu)成的層、所謂的沙層4和位于其上的碎石層5共同組成。此外首先準(zhǔn)備由粘結(jié)材料和沙組成的填料，它們彼此混合。粘結(jié)材料是一種雙組分聚氨酯粘結(jié)材料。同樣也可以應(yīng)用雙組分環(huán)氧樹脂粘結(jié)材料或者單組分聚氨酯粘結(jié)材料。在準(zhǔn)備完填料后，只要填料還可變形或者未硬化，就可以快速地加工這種混合物。這通過盡可能地將沙層4均勻地、平整地鋪設(shè)在地基3上而發(fā)生。壓實的沙層4的厚度d沙至少為20mm。
在沙層4的壓實和已經(jīng)開始的硬化后，鋪設(shè)碎石層5。在本實施例中碎石的平均顆粒尺寸k碎石在5至16mm的區(qū)域中，其中篩下物顆粒的平均尺寸為5mm。利用這個有限的顆粒尺寸區(qū)域，可獲得統(tǒng)一的特性。同樣這里將碎石與粘結(jié)材料混合，從而使混合物盡可能均勻地鋪設(shè)到沙層4上。之后，碎石層5利用機械振動器壓實。碎石層5具有大約500mm的平均的層厚度dS。
最后產(chǎn)生在完成狀態(tài)中的可視的多孔的上部機構(gòu)6的構(gòu)造。首先，將粘結(jié)材料以150g/cm2的量噴灑到支承上部結(jié)構(gòu)6的碎石層5上，以獲得在上部結(jié)構(gòu)6和下部結(jié)構(gòu)2之間的牢固的連接。粘結(jié)材料的滲透深度為大約150mm。另外在粘結(jié)材料硬化之前，鋪設(shè)由礦質(zhì)骨料組成的層。
同樣涉及一種與粘結(jié)材料混合的、礦質(zhì)骨料的混合物，該混合物在還可變形的狀態(tài)下鋪設(shè)?？梢钥紤]選擇石英巖、花崗巖、玄武巖和石英作為填充料。在這個所述的實施例中，應(yīng)用了被染色的花崗巖?；◢弾r顆粒的平均尺寸在2至5mm的范圍內(nèi)。在參數(shù)至少為9且在忽略每1％的篩上物顆粒和篩下物顆粒時，根據(jù)DIN 66145定義顆粒尺寸分布。
在鋪設(shè)混合物后，利用軋輥機將混合物壓實，并且利用帶有葉片整平板平整。優(yōu)選地以10至50N/cm2的壓緊力進行壓實。上部結(jié)構(gòu)在壓實后具有50mm的層厚度dO。在壓實后完成了上部結(jié)構(gòu)的硬化。在此之后地面覆蓋層可負重。
在原則上，在下面的層上鋪設(shè)另一個層之前沒有必要硬化下面的層。相反，在沒有硬化的一層上的鋪設(shè)導(dǎo)致各層之間彼此更好的連接。
在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的地面覆蓋層1的另一個可選的實施例，該地面覆蓋層利用額外的沙層4′負載。額外的沙層4′鋪設(shè)在碎石層5上，并且如同地基側(cè)的沙層4一樣利用粘結(jié)材料穩(wěn)固。為了改善該粘合，在鋪設(shè)沙層4′之前將粘結(jié)材料噴灑到碎石層5上。在壓實后實現(xiàn)了如根據(jù)圖1的實施例所描述的上部結(jié)構(gòu)6的構(gòu)造。
參考標(biāo)識1 地面覆蓋層2 下部結(jié)構(gòu)3 地基4、4′沙層5 碎石層6 上部結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種可透水的地面覆蓋層(1)，用于鋪設(shè)在地基上，其中所述地面覆蓋層(1)的上部結(jié)構(gòu)(6)是由壓實的、礦質(zhì)骨料和有機的粘結(jié)材料組成的混合體，其特征在于，所述地面覆蓋層(1)具有多層的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有所述上部結(jié)構(gòu)(6)和下部結(jié)構(gòu)(2)，其中所述下部結(jié)構(gòu)(2)具有至少一層地基側(cè)的沙層(4)和至少一層上部結(jié)構(gòu)側(cè)的碎石層(5)，在碎石中的篩下物顆粒的平均尺寸k碎石為5mm。
2.根據(jù)權(quán)利要有1所述的地面覆蓋層，其特征在于，所述上部結(jié)構(gòu)(6)和/或所述下部結(jié)構(gòu)(2)的層通過粘結(jié)劑彼此連接。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，填充料的顆粒度kz為1至7mm。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，所述上部結(jié)構(gòu)(6)的平均的層厚度dO為30至60mm。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，所述上部結(jié)構(gòu)(6)的空隙度為直到45％。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，從石英巖、花崗巖、玄武巖和石英選出礦質(zhì)骨料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，礦質(zhì)骨料具有窄范圍顆粒尺寸分布，其中顆粒的平均尺寸dk在1至3mm、2至3mm、2至4mm、2至5mm或者3至7mm之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，礦質(zhì)骨料具有由圓的顆粒和至少20％帶有棱角的顆粒組成的混合物。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，粘結(jié)材料是雙組分環(huán)氧樹脂粘結(jié)材料或者單組分聚氨酯粘結(jié)材料或者雙組分聚氨酯粘結(jié)材料。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，所述上部結(jié)構(gòu)(6)的填充物的一部分是彩色的，并且該部分優(yōu)選地由石英砂組成。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，所述壓實的沙層(4)的平均厚度d沙至少為20mm。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，所述碎石層(5)具有篩下物顆粒，它的平均尺寸k小顆粒為5mm。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，所述碎石層(5)的平均顆粒尺寸k顆粒在5至16mm、16至22mm或者16至32mm之間的范圍中。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層，其特征在于，所述碎石層(5)的平均厚度dS為400至500mm。
15.一種用于生產(chǎn)根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的地面覆蓋層的方法，其特征在于下面的方法步驟·將由粘結(jié)材料和沙制成的還可變形的混合物鋪設(shè)到地基(3)上，·壓實所述粘結(jié)材料和沙的混合物，·將由所述粘結(jié)材料和碎石(5)構(gòu)成的還可變形的混合物鋪設(shè)到沙層(4)上，·由填充料和所述粘結(jié)材料構(gòu)成還可變形的混合物構(gòu)成的上層鋪設(shè)到最后鋪設(shè)的層上，·壓實所述還可變形的混合物，·硬化。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在下部結(jié)構(gòu)(2)的上部結(jié)構(gòu)側(cè)的層完全硬化前，將所述上部結(jié)構(gòu)(6)鋪設(shè)到所述下部結(jié)構(gòu)(2)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于，在鋪設(shè)所述碎石層(5)后鋪設(shè)一沙層(4)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的方法，其特征在于，在將所述碎石層(5)鋪設(shè)到所述沙層(4)之前，例如通過噴涂將粘結(jié)材料層涂敷在所述沙層(4)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項所述的方法，其特征在于，在將所述上部結(jié)構(gòu)(6)鋪設(shè)到所述碎石層(5)之前，例如通過噴涂將粘結(jié)材料層涂敷在所述碎石層(5)上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其特征在于，由所述粘結(jié)材料制成的層的滲透深度t至少為150mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鋪設(shè)在地基上的可透水的地面覆蓋層(1)。地面覆蓋層(1)的上部結(jié)構(gòu)(6)包括由壓實的礦質(zhì)骨料和有機的粘結(jié)材料組成的混合體。地面覆蓋層(1)具有多層的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有上部結(jié)構(gòu)(6)和下部結(jié)構(gòu)(2)，其中下部結(jié)構(gòu)(2)具有至少一層地基側(cè)的沙層(4)和至少一層上部結(jié)構(gòu)側(cè)的碎石層(5)，在碎石中的篩下物顆粒(5)的平均尺寸k
文檔編號E01C7/30GK1981090SQ200580007470
公開日2007年6月13日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月7日
發(fā)明者羅格·哈滕伯格 申請人:特拉伊拉斯特股份公司