AT407717B - Verfahren zum besprühen von flächen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Besprühen von Flächen, wie Strassenoberflächen, mit Bindemittel, wobei auf einem Fahrzeug angeordnete Sprühdüsen über die Fläche bewegt werden. 



  Insbesondere handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung des Schicht- und Lagenverbundes im Asphaltstrassenbau Weiters betrifft die Erfindung ein Sprühgerät für das Bindemittel, sowie ein Verfahren zum Einbauen eines Asphaltbelages auf Flächen und die so gefertigte Strassendecke. 



   Es ist seit langer Zeit bekannt, vor dem Auftragen eines Asphaltbelages auf einem Untergrund, wie z. B. einem alten Strassenbelag oder einer neuen Asphaltschichte von Strassen, Wegen, Plätzen und dgl. eine Bitumenemulsion als Bindemittel zum Zwecke der Verbesserung des Haftver- bundes der Schichten aufzusprühen, wobei die Bitumenemulsion einen hohen Wasseranteil auf- weist. Daher war es notwendig, die Bitumenemulsion eine längere Zeitspanne vor dem Einbauen des Asphaltbelages aufzusprühen, sodass in diesem Zeitraum das Wasser verdunsten konnte. In der Praxis kommt es dabei leicht zu einer Beschädigung der Bindemittelschicht, was die Haftung des Asphaltbelages verringert. 



   Weiters sind Deckenfertiger zum maschinellen Einbauen eines Asphaltbelages bekannt gewor- den, die im gleichen Arbeitsgang die bekannte wässrige Bitumenemulsion aufsprühen. Durch den hohen Wasseranteil der Emulsion kommt es jedoch in nachteiliger Weise, vor allem bei dünnen Lagen, zu einer erheblichen Abkühlung des aufgetragenen Asphalt-Mischgutes zufolge der Ver- dunstungswärme. Weiters kann es zu Dampfblasenbildungen kommen. Dadurch wird die Haftung zwischen Untergrund und Asphaltbelag nachteilig beeinflusst. Überdies weist dieser Deckenfertiger den Nachteil auf, dass für die wässrige Bitumenemulsion hohe Tankvolumen nötig sind, die auf her- kömmlichen Konstruktionen für Deckenfertiger nicht untergebracht werden können. Somit war es notwendig, eine völlig neue Deckenfertiger-Konstruktion zu konzipieren, was kostenmässige Nach- teile hat. 



   Ziel der vorliegenden Erfindung war es unter anderem, zum Vorsprühen ein Bindemittel zu ver- wenden, welches wasser- und lösungsmittelfrei ist. Das Vorsprühen soll durch den Deckenfertiger unmittelbar vor dem Auftragen der Asphaltschicht erfolgen, ohne die beschriebenen Nachteile mit sich zu bringen. Die Haftung zwischen Untergrund und Asphaltbelag soll auch bei niedrigen Umge- bungstemperaturen den Anforderungen entsprechen. 



   Die Anmeldenn hat als Bindemittel das sogenannte Fluxbitumen entwickelt, gemäss österr Patentanmeldung A 1161/94. Dabei wird das Bitumen durch Fluxöle, wie z. B. Rapsol, in eine fliess- fähige verarbeitbare Form gebracht, wobei durch die Schwerflüchtigkeit der Fluxöle keine nennens- werte Lösungsmittelverdunstung eintritt. 



   Gemäss vorliegender Erfindung hat sich überraschend gezeigt, dass derartiges Fluxbitumen hervorragend geeignet ist, als Bindemittel zum Vorspritzen vor dem Auftragen eines Asphaltes mit einem Deckenfertiger verwendet zu werden, wobei die aufzutragenden Mengen pro Flächeneinheit wesentlich geringer sind, als bei herkömmlichen Bitumenemulsionen. Fluxbitumen war bisher als zum Vorspritzen völlig ungeeignet angesehen worden, weil ein Vorspntzmittel möglichst hart abbin- den soll. Demgegenüber war Fluxbitumen dafür bekannt, für einen bestimmten Zeitraum relativ weich zu sein. Dieser Nachteil tritt jedoch dann nicht auf, wenn die Fluxbitumenschicht sehr dünn ist, da die Fluxbestandteile (Fluxöle) von der darüber aufgebrachten Mischgutschicht und den poro- sen Untergrund durch Diffusion abgezogen werden.

   Die erfindungsgemässe Auftragmenge liegt bevorzugt unter 0,5   kg/m2,   besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,2   kg/m2.   Höhere Auftrags- mengen können in Sonderfallen vorteilhaft sein, z. B. wenn eine stark ausgemagerte, rissige oder gefräste Unterlage vorliegt. 



   Das Auftragen niedriger Dosiermengen auf Strassenoberflächen stellt jedoch ein Problem dar. 



  Bituminöse Bindemittel und auch Fluxbitumen weisen häufig körnige Verunreinigungen auf, sodass relativ grosse Düsenöffnungen zum Vorspritzen nötig sind. Die notwendigen grossen Düsenöffnun- gen verursachen jedoch eine relativ hohe Auftragmenge des Bindemittels pro Flächeneinheit, wobei fahrbare Deckenfertiger nur eine relativ geringe Fahrgeschwindigkeit aufweisen können, wodurch die Auftragmenge bei weitem zu hoch wird. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren   überwindet   diese Nachteile dadurch, dass die Sprühdüsen zeitlich intermittierend ein- und ausgeschaltet werden, sodass auf der Flache aufeinanderfolgende gegebenenfalls überlappende Sprühflecken erzeugt werden, wobei die Einschaltdauer der Sprüh- düsen derart bemessen ist, dass auf dem Sprühfleck die gewünschte Bindemittelmenge aufgetra- gen wird. 

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   Das erfindungsgemässe Sprühgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüsen zeitlich intermittierend angesteuert und zur portionsweisen Abgabe des Bindemittels eingerichtet sind. Das weiters gekennzeichnete Verfahren zum Einbauen eines Asphaltbelages ist dadurch gekennzeich- net, dass als Bindemittel Fluxbitumen verwendet wird, welches wasserfrei und im wesentlichen lösungsmittelfrei ist. Die erfindungsgemässe Strassendecke bestehend aus Untergrund, Bindemittel- schicht und Asphaltdecke ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelschicht Fluxbitumen in einer Menge unter 0,5   kg/m2,   bevorzugt zwischen 0,1und 0,2   kg/m2   ist. 



   Das erfindungsgemäss als Bindemittel eingesetzte Fluxbitumen ist bevorzugt dadurch gekenn- zeichnet dass 50 bis 99 Masse % Bitumen oder   bitumenähnliche   Stoffe und als Fluxkomponente 1 bis 50 Masse % pflanzliches   #l   wie Rapsöl oder Rapsölderivat oder auch geeignete Mineralöle vermischt werden. Bitumenähnliche Stoffe sind z.B. Polymerbitumen, Teerpeche, Rückstands- peche aus der Fettsäuredestillation oder synthetische und natürliche Harze oder Polymere. Weiters kann 0,1bis 5 Masse % (bezogen auf die   Bindem ittelphase)   eines Haftmittels wie solche auf Fett- aminbasis vorgesehen sein. Die Viskosität des Fluxbitumens wird derart eingestellt, dass es in kaltem Zustand etwa der Konsistenz von Honig entspricht, was einer Zähigkeit von 10 Pascal Sekunden entspricht.

   Bei Erwärmung auf eine Temperatur unter 100  C, bevorzugt etwa 80  C verringert sich die Viskosität, sodass es verdüsbar ist. Diese Viskositätswerte sind leicht handzu- haben. Es ist in wirtschaftlicher Weise möglich, das Fluxbitumen bei Raumtemperatur zu lagern und zu transportieren. Die Temperaturerhöhung vor dem Verdüsen kann in der Zuleitung vorge- nommen werden, sodass nicht grosse Volumina vorgeheizt werden müssen. 



   Eine beispielhafte Zusammensetzung des Fluxbitumens besteht aus etwa 70 Gew.% Bitumen B 200, 25 bis 29,9 Gew. % Fluxöl und etwa 0,1 bis 5 Gew.% Haftmittel. 



   Bei dem erfindungsgemässen Auftragen des Fluxbitumens werden die Sprühdüsen nicht konti- nuierlich gespeist, sondern nur kurzzeitig mit einer nachgeschalteten Ruhepause. Durch steue- rungstechnisch relativ einfach durchzuführende Variation des Puls-Pausenverhältnisses kann eine Dosiermengenregelung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Deckenfertigers vorge- nommen werden. Die Ansteuerung der Sprühdüsen kann auch so beschaffen sein, dass z. B. nur jede zweite oder dritte Düse kurzzeitig spritzt, sodass eine zeitlich und räumlich versetzte aber flächendeckende kaskadenförmige Dosierung aus nebeneinander gesetzten kreisförmigen Flächen entsteht. Typischerweise haben diese Flächen einen Durchmesser von etwa 20 cm, die sich auch überlappen können. 



   Bei einer Einbaubreite des Deckenfertigers von 4 m und einer Fahrgeschwindigkeit von 2 m pro Minute wären z. B. eine Fläche von 8 m2 pro Minute mit insgesamt ca 1 kg Bindemittel zu besprühen. Sind die Düsen in einem Abstand von 20 cm angeordnet, sind 20 Düsen erforderlich, von denen jede nur 50 g pro Minute sprühen darf. Dies entspricht also einer Dosierleistung von weniger als 1 g Bindemittel pro Sekunde pro Düse Der Fertiger bewegt sich pro Sekunde nur 1,7 cm fort. Beträgt der Düsenkegelkreisdurchmesser die genannten 20 cm, dann genügt es, wenn die Düse eine Sekunde sprüht und danach 10 Sekunden Pause macht. Die beiden Sprühflecken überlappen sich dann gerade noch um 3 cm. Diese geringe Dosierung pro Flächeneinheit wird dabei mit einer Düse erzielt, die einem Durchsatz von 500 g je Minute entspricht. 



   Die Ansteuerung der Sprühdüsen kann z.B. auch so erfolgen, dass die Dosierpumpe über elek- trische Magnetventile oder eine entsprechende pneumatische Steuerung z.B. im Sekundenabstand auf einzelne Düsen der Reihe nach durchgeschaltet wird. Die Reihe Sprühdüsen des Deckenfer- tigers werden in diesem Fall nicht gleichzeitig, sondern in rascher Abfolge nacheinander gespeist. 



  Diese kaskadenartige Ansteuerung hat den Vorteil, dass man mit einer kleinen Pumpenleistung auskommt, die jeweils nur für die Versorgung von wenigen der einzelnen Sprühdüsen ausreicht. 



  Die Pumpe könnte im Dauerlauf betrieben werden und die Sprühdüsen werden intervallweise nacheinander durchgeschaltet. Die impulsartige Betriebsweise erlaubt einen relativ hohen Sprüh- druck mit gutem Reinigungseffekt auf die Düse. 



   Alternativ ist es auch möglich, jede Sprühdüse mit einer eigenen Kolben- oder Membrandosier- pumpe anzusteuern und zu speisen. 



   In vorteilhafter Weise erfolgt eine Kopplung der Fahrgeschwindigkeit des Deckenfertigers mit der Impulsfrequenz oder   Puls/Pausenrelation   der Pumporgane, oder Ventile, um die Dosierleistung   stets optimal und vollautomatisch den Erfordernissen anzupassen : Dasunmittelbare Abstellen der   Dosierung bei Stillstand des Fertigers ist dabei ebenfalls kein Problem. 

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   Wie zuvor bereits ausgedrückt, weist das Bindemittel bei Raumtemperatur bevorzugt eine Viskosität von etwa 10 Pa s auf. Damit ist das Bindemittel in kaltem Zustand fliessfähig und pump- fähig, fliesst aber nur langsam durch dünne Rohre. Zum Versprühen mittels Düsen wird das Mittel bevorzugt im Zuleitungsrohr zu den Sprühdüsen aufgeheizt Der Aufwand wird gering gehalten, wenn eine einfache Rohrbegleitheizung vorgesehen wird, z. B. ein elektrisches Heizband Durch entsprechende Rohrführung kann auch die Energie des im Deckenfertiger gelagerten Heissmisch- gutes zur Vorwärmung mitgenutzt werden. In der Praxis erweist sich eine Temperatur von 80  C als ausreichend für eine gute Versprühbarkeit. Bei einer Auftragmenge von angenommen 60 kg Bindemittel pro Stunde, ist unter praktischen Bedingungen ein Heizenergiebedarf von lediglich 5 KWh pro Stunde anzunehmen. 



   Das erfindungsgemäss verwendete Bindemittel mit geringer Auftragsmenge pro Flächeneinheit löst auch das Problem der Unterbringung des Vorspritzmaterials am Deckenfertiger. Dies gilt ins- besondere dann, wenn das Vorspntzmittel auf herkömmlichen Deckenfertigern in Lagertanks unter- gebracht werden soll. Da gemäss Erfindung die aufzutragenden Mengen sehr klein sind, genugt bereits ein Tank von 50 bis 100 Liter, was für etwa 2 Stunden Einbauzeit genügt. Ein derart kleiner Lagertank ist auf jedem Deckenfertiger nachträglich unterzubringen Das Bindemittel kann gemein- sam mit dem Mischgut - LKW z. B. mit jeder fünften Fuhre nachgeliefert werden. Dazu braucht der LKW lediglich mit einem kleinen Tank ausgestattet sein.

   Wenn der LKW das heisse Mischgut bei der Mischanlage abholt, koppelt er gleichzeitig den Bindemittelschlauch an und füllt aus dem Flux- bitumen-Vorratslagertank, der bei der Mischanlage an geeigneter Stelle aufgestellt ist, in seinen kleinen Tank nach. Angekommen beim Deckenfertiger wird während des Einkippens des Misch- gutes in die Fertigermulde auch der Fluxbitumenvorrat aus dem kleinen LKW-Tank in den Fluxbitu- mentank des Fertigers durch einen Schlauch nachgefüllt. 



   Der zusätzliche Aufwand beschränkt sich alleine auf das An- und Abkoppeln des Schlauches bei der Mischanlage und beim Deckenfertiger. Eine Verzögerung des Baufortschnttes tritt nicht ein. 



   Demgegenüber erfordert das Nachfüllen grosser Volumen von wässngen Bitumenemulsionen (z B. 500 Liter Tanks) einen erhöhten logistischen und apparatemässigen Aufwand, da entspre- chende Mischgut-LKW und Tankfahrzeuge nacheinander an den Deckenfertiger herangeführt wer- den müssen, um entladen zu können. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Verfahren zum Herstellen eines Asphaltbelages auf Flächen, wie Strassen, Wege und. dgl., wobei ein Bindemittel vorgespritzt und unmittelbar danach der Asphaltbelag aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Fluxbitumen verwendet wird, weiches wasserfrei und im wesentlichen lösungsmittelfrei ist.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fluxbitumen in einer Menge unter 0,5 kg/m2, bevorzugt zwischen 0,1und 0,2 kg/m2 aufgespritzt wird 3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluxbitumen in an sich bekannter Weise durch Sprühdüsen verspritzt wird, die über die Fläche bewegt und zeitlich intermittierend ein- und ausgeschaltet werden, sodass auf der Fläche aufeinander- folgende, gegebenenfalls überlappende Spruhflecken erzeugt werden, wobei die Ein- schaltdauer der Sprühdüsen derart bemessen ist, dass auf dem Sprühfleck die gewünschte Bindemittelmenge aufgetragen wird 4.

   Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüsen zu Sprühgrup- pen zusammengefasst sind, die abwechselnd Fluxbitumen versprühen und eine zeitlich und räumlich versetzte aber flachendeckende kaskadenförmige Dosierung des Fluxbitumens ergeben.

   5 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluxbitumen aus einem ungeheizten Bindemitteltank über eine Zuleitung zu den Sprüh- düsen geleitet wird, wobei das Fluxbitumen in der Zuleitung auf eine Temperatur unter 100 C, insbesondere bevorzugt etwa 80 C erwärmt wird.

   6 Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Fluxbitu- mens durch eine Heizung in oder an der Zuleitung und/oder durch Abwarme des mit der <Desc/Clms Page number 4> Zuleitung in Wärmekontakt stehenden Asphaltmischgutes erwärmt wird.

   7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufspritzen des Fluxbitumens und dem Einbau des Asphaltbelages in an sich be- kannter Weise Asphaltmischgut aus einer Mischgutanlage in einen Mischgut-LKW geladen wird und dass gleichzeitig Fluxbitumen aus einem unbeheizten Standtank in einen Binde- mitteltank am Mischgut-LKW geladen wird und dass nach dem Transport zum Einbauort, das Asphaltmischgut in die Mulde eines Asphaltfertigers und gleichzeitig das Fluxbitumen in den Bindemitteltank des Asphaltfertigers umgeladen werden.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluxbitumen während des Transportes im Bindemitteltank des Mischgut-LKWs durch die Wärme des Asphaltmisch- gutes erwärmt wird.

   9. Vorrichtung zum Versprühen von Bindemittel vor der Aufbringung eines Asphaltbelages im Strassenbau, wobei die Vorrichtung aus einem Bindemitteltank, mindestens einer damit verbundenen Zuleitung und damit verbundenen Sprühdüsen besteht, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Bindemitteltank unbeheizt und die Zuleitung beheizt ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüsen z. B. durch Öffnen und Schliessen von Ventilen in den Sprühdüsen oder in der Zuleitung vor den Sprühdüsen, intermittierend angesteuert werden.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Sprühdüsen nacheinander ansteuerbar sind, sodass eine zeitlich und räumlich versetzte aber flächen- deckende kaskadenförmige Dosierung vorhanden ist.

   12. Deckenfertiger mit einem Heissmischgutbehälter und einem Bindemitteltank, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Deckenfertiger ein herkömmlicher Asphaltfertiger ist der mit einer Sprühvorrichtung mit Bindemitteltank nach einem der Ansprüche 9 bis 11 aus- bzw. nach- gerüstet ist.

   13. Deckenfertiger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung für das Bindemittel vom Bindemitteltank zu den Sprühdüsen in Wärmekontakt mit dem Heissmisch- gutbehalter steht, so dass es zum Wärmetausch zwischen dem Heissmischgut und dem Bindemittel in der Zuleitung kommt.

   14. Strassendecke bestehend aus Untergrund, Bindemittelschicht und Asphaltdecke, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelschicht Fluxbitumen in einer Menge unter 0,5 kg/m2, bevorzugt zwischen 0,1und 0,2 kg/m2 ist.

   KEINE ZEICHNUNG