AT510816A2 - METHOD FOR PRODUCING AND INSTALLING AN ASPHALT BUILDING MATERIAL SUITABLE FOR COLD BUILDING AND CORRESPONDING ASPHALT BUILDING MATERIAL - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zum Kalteinbau geeigneten Asphaltbaustoffes für den Straßenbau, unter Verwendung einer grobkörnigen Hohlraum reichen Kaltasphaltmischung, die eine Mineralstoffkörnung und ein Bitumenbindemittel zur umhüllenden Benetzung der Mineralstoffkörnung in einer wässrigen Emulsion aufweist, sowie eines Füllers für die Hohlräume, der von einem Mörtelgemisch gebildet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die festen Grundstoffe des Mörtelgemisches, umfassend ein Mörtelbindemittel und feinkörnigen gewaschenen Sand, mit der Kaltasphaltmischung ohne Beigabe von Zugabewasser zu vermischen, wobei der wässrigen Emulsion der Kaltasphaltmischung das Wasser durch das Mörtelbindemittel entzogen wird. Auf diese Weise wird ein kalt ausbringbarer und kalt einbaubarer Asphaltbaustoff gebildet, der eine im Wesentlichen trockene und damit rieselfähige Konsistenz aufweist. Der neue Asphaltbaustoff kann direkt am Ort der Ausbringung hergestellt werden. Nach dem Kalteinbau ist lediglich eine Verdichtung des Asphaltbaustoffes notwendig, wobei der Straßenbelag an der Reparaturstelle bereits nach kurzer Zeitdauer belastbar ist.The invention relates to a process for the preparation of an asphaltitious asphalt building material for road construction, using a coarse cavity rich cold asphalt mixture comprising a mineral grain and a Bitumenbindemittel for enveloping wetting of the mineral grain in an aqueous emulsion, and a filler for the cavities of a mortar mixture is formed. According to the invention, the solid base materials of the mortar mixture, comprising a mortar binder and fine-grained washed sand, are mixed with the cold asphalt mixture without addition of addition water, wherein the water is removed from the aqueous emulsion of the cold asphalt mixture by the mortar binder. In this way, a cold ausbringbarer and cold installable asphalt material is formed, which has a substantially dry and thus free-flowing consistency. The new asphalt building material can be produced directly at the place of application. After cold installation, only a compaction of the Asphaltbaustoffes is necessary, the road surface at the repair site after a short period of time is loadable.
Description
Verfahren zur Herstellung und zum Einbau eines zum Kalteinbau geeigneten Asphaltbaustoffes sowie entsprechender AsphaltbaustoffProcess for the production and installation of an asphalt building material suitable for cold incorporation and corresponding asphalt building material
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zum Kalteinbau 5 geeigneten Asphaltbaustoffes für den Straßenbau, unter Verwendung einer grobkörnigen Hohlraum reichen Kaltasphaltmischung, die eine Mineral-stoffkömung und ein Bitumenbindemittel zur umhüllenden Benetzung der MineralstoffkÖmung in einer wässrigen Emulsion aufweist, sowie eines Füllers für die Hohlräume, der ein Mörtelbindemittel und feinkörnigen gewaschenen Sand 10 als feste Grundstoffe enthält. Die Erfindung betrifft außerdem einen entsprechend hergestellten Asphattbaustoff sowie ein Verfahren zur Herstellung, insbesondere zur Ausbesserung eines Straßenbelages unter Verwendung des vorgeschlagenen Asphaltbaustoffes.The invention relates to a process for the preparation of a suitable for Kalteinbau 5 asphalt construction material for road construction, using a coarse-grained cavity cold asphalt mixture comprising a mineral stoffmömung and a Bitumenbindemittel for enveloping wetting of Mineralkömung in an aqueous emulsion, and a filler for the cavities containing a mortar binder and fine-grained washed sand 10 as solid base materials. The invention also relates to a suitably produced asphalt building material and to a method for the production, in particular for repairing a road surface using the proposed asphalt building material.
Zur Kaltausbringung und zum Kalteinbau geeignete Asphaltbaustoffe sind in 15 unterschiedlichen Zusammensetzungen und mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren aus dem Stand der Technik bekannt und werden allgemein vom Fachmann als Kaltasphalt bezeichnet. Asphalte sind generell Mischungen aus bitumösen Bindemitteln und Mineralstoffkörnungen, die vorwiegend im Straßenbau für die Fahrbahnbefestigung eingesetzt werden, wobei das 20 Mischungsverhältnis grob bei 95 % Mineralstoffkörnung und 5 % Bitumenbindemittel liegt und das Bitumenbindemittel die Mineralstoffkörnung umhüllt. Die Mineralstoffkörnung übernimmt dabei die Stützfunktion im Asphalt. Als Mineralstoffe werden für die MineralstoffkÖmung nach dem Stand der Technik natürliche Mineralstoffe in Form von gebrochenem Gestein wie beispielsweise 25 Schotter, Splitt, Brechsand oder dergleichen eingesetzt. Für die Trag- und/oder Deckschichten zur Fahrbahnherstellung bzw. -emeuerung wird üblicherweise Heißasphalt verwendet, der bei einer Temperatur von etwa 200° gemischt und mit einer Temperatur von mindestens 160 bis 180° ausgebracht und verdichtet wird. * ··*Asphalt construction materials suitable for cold application and for cold incorporation are known in 15 different compositions and with different preparation processes from the prior art and are generally referred to by the person skilled in the art as cold asphalt. Asphalts are generally mixtures of bituminous binders and mineral aggregates, which are mainly used in road construction for roadway attachment, wherein the mixing ratio is roughly 95% mineral aggregate and 5% bitumen binder and the bitumen binder envelops the mineral aggregate. The mineral grain takes over the support function in the asphalt. Minerals used for the Mineralkömung according to the prior art natural minerals in the form of crushed rock such as gravel, grit, crushed sand or the like. For the support and / or cover layers for roadway production or -emeuerung usually hot asphalt is used, which is mixed at a temperature of about 200 ° and discharged at a temperature of at least 160 to 180 ° and compacted. * ·· *
Kaltasphalt wird demgegenüber in der Regel kalt gemischt und kann bis zum Gefrierpunkt verarbeitet werden. Er ist insbesondere für kleinere Verkehrsflächen sowie zum Ausbessern von kleinflächigen Oberflächenschäden in Asphaltfahrbahnen, wie beispielsweise von Frostschäden oder Schlaglöchern geeignet. Kaltasphalt unterscheidet sich vom Heißasphalt im wesentlichen in der Mischung dadurch, dass die grobkörnige Hohlraum reiche Kaltasphaltmischung das Bitumenbindemittel zur umhüllenden Benetzung der Mineralstoffkörnung in einer wässrigen Emulsion aufweist. Erst beim Verdichten und dem darauffolgenden Austrocknen der Kaltasphaltmischung gehen die Mineralstoffkörnung und das Bitumenbindemittel eine grenzflächenaktivierte Verbindung ein, wobei das Bitumen an die Mineralstoffkörnung anschließend dauerhaft gebunden ist und die Mineralstoffkörnung zusammenhält. Wichtig ist dabei, dass die Kaltasphaltmischung erst in der Berührung mit der Umgebungsluft aushärtet. Damit kann die Kaltasphaltmischung in luftdichten Behältern verpackt über einen größeren Zeitraum in einem verarbeitungsfähigen Zustand gelagert werden, was den Kaltasphalt zum idealen Baustoff für kleinere Asphaltreparaturen macht.In contrast, cold asphalt is usually mixed cold and can be processed to freezing point. It is particularly suitable for smaller traffic areas and for repairing small-surface damage in asphalt pavements, such as frost damage or potholes. Cold asphalt differs from the hot asphalt substantially in the mixture in that the coarse cavity rich cold asphalt mixture comprises the bitumen binder for enveloping wetting of the mineral aggregate in an aqueous emulsion. Only when compacting and the subsequent desiccation of the cold asphalt mixture, the mineral grain and the bitumen binders enter into a surface-activated compound, the bitumen then being permanently bound to the mineral grain and holding the mineral grain together. It is important that the cold asphalt mixture hardens only in contact with the ambient air. Thus, the cold asphalt mixture packed in airtight containers can be stored in a workable state for a longer period of time, which makes the cold asphalt the ideal building material for smaller asphalt repairs.
Die Festigkeit von Asphalt wird grundsätzlich von den Temperaturverhältnissen bestimmt. Bei tiefen Temperaturen (Winter) verhält es sich elastisch, bei hohen Temperaturen (Sommer) dagegen viskoselastisch. Um einen vollständig homogenen abdichtenden Belag herzustellen, der sich durch gleichmäßige elastische Eigenschaften, eine hohe Tragfähigkeit und Standfestigkeit auszeichnet, ist es erforderlich, die Hohlräume in der grobkörnigen Kaltasphaltmischung vollständig mit einem Füller auszufüllen. Als Füller eignet sich beispielsweise eine Mörtelmischung, die mit der Kaltasphaltmischung vermischt wird und lückenlos in deren Hohlräume eindringt.The strength of asphalt is basically determined by the temperature conditions. At low temperatures (winter), it behaves elastically, at high temperatures (summer) viscose elastic. In order to produce a completely homogeneous sealing lining, which is characterized by uniform elastic properties, a high load-bearing capacity and stability, it is necessary to completely fill the cavities in the coarse-grained cold asphalt mixture with a filler. For example, a mortar mixture which is mixed with the cold asphalt mixture and penetrates completely into its cavities is suitable as the filler.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 060 985 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines halbstarren Belages für Verkehrsflächen unter Verwendung einer mit bitumösen Bindemitteln umhüllten Mineralstoffkörnung und einer Mörtelmischung bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird die Kaltasphaltmischung und eine daran angepasste Mörtelmischung ohne Wasser bereitgestellt. Anschließend wird eine Gesamtmischung hergestellt, bestehend aus der 3The published patent application DE 10 2006 060 985 A1 discloses a method for producing a semi-rigid covering for traffic areas using a mineral grain mixture coated with bituminous binders and a mortar mixture. In the known method, the cold asphalt mixture and a mortar mix adapted thereto are provided without water. Subsequently, a total mixture is prepared, consisting of the 3
Kaltasphaltmischung und der Mörtelmischung, die mit Wasser angemischt wird, worauf der Einbau auf der Baustelle erfolgen kann.Cold asphalt mixture and the mortar mixture, which is mixed with water, whereupon the installation can be done on site.
Durch die Beigabe von Zugabewasser wird ein hochviskoser fließfähiger Asphaltbaustoff erreicht, die einfach verarbeitbar ist und der nach dem Einbau nicht zwingend verdichtet werden muss. Das Zugabewasser wirkt sich jedoch nachteilig auf die Zeitdauer bis zur Belastbarkeit des reparierten Straßenbelages aus. Außerdem kann der bekannte Baustoff nur bei Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes des Zugabewasser verarbeitet werden.The addition of adding water results in a highly viscous flowable asphalt building material which is easy to process and which does not necessarily have to be compacted after installation. However, the addition of water has a detrimental effect on the time until the load capacity of the repaired road surface. In addition, the known building material can only be processed at temperatures above the freezing point of the addition water.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt die Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, die Zeitdauer bis zur Belastbarkeit des Straßenbelages zu reduzieren und auch einen Einbau bei tiefen Temperaturen zu ermöglichen.Based on the described prior art, the present invention seeks to propose a way to reduce the time to the load capacity of the road surface and also to allow installation at low temperatures.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines zum Kalteinbau geeigneten Asphaltbaustoffes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einen entsprechenden Asphaltbaustoff mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 5 sowie einem Verfahren zur Herstellung, insbesondere zur Ausbesserung eines Straßenbelages mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den jeweils rückbezogenen Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved by a method for producing a suitable for Kalteinbau Asphaltbaustoffes with the features of claim 1, a corresponding Asphaltbaustoff with the features of the independent claim 5 and a method for manufacturing, in particular for repairing a road surface with the features of claim 8. Further advantageous embodiments are shown in the respective dependent claims.
Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, den Wasseranteil des kalt einzubauenden Asphaltbaustoffes deutlich gegenüber dem Stand der Technik zu reduzieren. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird eine übliche grobkörnige Hohlraum reiche Kaltasphaltmischung verwendet, die eine Mineralstoffkörnung und ein Bitumenbindemittel zur umhüllenden Benetzung der Mineralstoffkörnung in einer wässrigen Emulsion aufweist, sowie ein Füller für die Hohlräume, der ein Mörtelbindemittel und feinkörnigen gewaschenen Sand als feste Grundstoffe enthält. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die festen Grundstoffe des Füllers mit der Kaltasphaltmischung ohne Beigabe von Zugabewasser vermischt. Während dem Mischvorgang wird der wässrigen Emulsion der Kaltasphaltmischung das enthaltene Wasser durch das Mörtelbindemittel entzogen. f·«· ·**· • ·· · * · · * « * · · ·· * · • « * * * * · .........ST" ·The invention is based on the core idea of significantly reducing the water content of the asphalt building material to be cold compared to the prior art. The proposed method employs a conventional coarse cavity rich cold asphalt mixture comprising a mineral granule and a bitumen binder for encircling the mineral granules in an aqueous emulsion, and a filler for the cavities containing a mortar binder and fine-grained washed sand as solid precursors. According to the method of the invention, the solid base materials of the filler are mixed with the cold asphalt mixture without addition of adding water. During the mixing process, the aqueous emulsion of the cold asphalt mixture is deprived of the contained water by the mortar binder. f · «· · · · · ··· * * * * * * * * * * * * * * * * · ......... ST " ·
Das von dem Mörtelbindemittel aufgenommene Wasser führt zu einer chemischen Reaktion des Mörtelbindemittels, so dass die Mörtelmischung aushärten kann.The water taken up by the mortar binder causes a chemical reaction of the mortar binder, so that the mortar mixture can harden.
Dabei wird als Mörtelbindemittel vorzugsweise reiner Zement oder ein Zement-Kalk-Gemisch verwendet. Durch die variable Einstellung des Kalkanteils sowie gegebenenfalls durch die Zugabe von Zusatzstoffen können die Eigenschaften des Belages geändert werden, insbesondere im Hinblick auf die Festigkeit, die Elastizität und dem Abrieb. Die Kaltasphaltmischung und die Mörtelmischung werden zweckmäßigerweise ausschließlich im Kaltmischverfahren, beispielsweise in einer Mischtrommel eines Zwangsmischers gemischt. Dabei werden die Hohlräume in der Kaltasphaltmischung mit der Mörtelmischung, insbesondere mit dem Sand des Füllers aufgefüllt, wobei sich das Mörtelbindemittel größtenteils an dem Bitumenbindemittel, das die Mineralstoffkömung umhüllt, anlagert.In this case, preferably pure cement or a cement-lime mixture is used as a mortar binder. By the variable adjustment of the lime content and optionally by the addition of additives, the properties of the coating can be changed, in particular with regard to the strength, elasticity and abrasion. The cold asphalt mixture and the mortar mixture are expediently mixed exclusively in the cold mixing process, for example in a mixing drum of a forced mixer. The cavities in the cold asphalt mixture are filled with the mortar mixture, in particular with the sand of the filler, whereby the mortar binder largely adheres to the bituminous binder, which envelops the Mineralstoffkömung.
Vorzugsweise wird die Kaltasphaltmischung, das Mörtelbindemittel und der Sand in einem Mischungsverhältnis von etwas 10 : (2-3): (1-2) miteinander gemischt. Das Volumen- bzw. Masseverhältnis beträgt bei der Verwendung von reinem Zement als Mörtelbindemittel typisch 10:2:1, bei der Verwendung eines Zement-Kalk-Gemisches als Mörtelbindemittel in etwa 10:3:2. Als besonders günstig hat sich bei einem aus Zement und Kalk zusammengesetzten Mörtelbindemittel ein Mischungsverhältnis von Zement und Kalk von 2:1 erwiesen.Preferably, the cold asphalt mixture, the mortar binder and the sand are mixed together in a mixing ratio of about 10: (2-3) :( 1-2). The volume ratio when using pure cement as a mortar binder is typically 10: 2: 1, when using a cement-lime mixture as a mortar binder in about 10: 3: 2. A mixture of cement and lime of 2: 1 has proved to be especially favorable for a mortar binder composed of cement and lime.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach dem Bereitstellen der Kaltasphaltmischung und der Grundstoffe des Füllers zuerst das Mörtelbindemittel in die Mischtrommel des Zwangsmischers gegeben und durch Rotieren der Mischtrommel in dieser verteilt. Anschließend wird die Kaltasphaltmischung sowie der Sand in beliebiger Reihenfolge zugegeben, wobei zunächst eine Zwischenmischung aus dem Mörtelbindemittel und der Kaltasphaltmischung bzw. des Mörtelbindemittels und dem Sand hergestellt werden kann, bevor der jeweilige andere Stoff zugeführt wird. Es ist auch möglich, die Kaltasphaltmischung und den Sand der stehenden Mischtrommel mit dem darinIn a preferred embodiment of the method according to the invention, after the provision of the cold asphalt mixture and the precursors of the filler, the mortar binder is first added to the mixing drum of the forced mixer and distributed therein by rotating the mixing drum. Subsequently, the cold asphalt mixture and the sand is added in any order, wherein initially an intermediate mixture of the mortar binder and the cold asphalt mixture or the mortar binder and the sand can be prepared before the respective other substance is supplied. It is also possible to mix the cold asphalt mixture and the sand of the standing mixing drum with it
verteilten Mörtelbindemittel nacheinander oder gemeinsam zuzuführen und in einem einzigen Mischvorgang mit dem Mörtelbindemittel zu vermengen. Indem das Mörtelbindemittel zuerst in die Mischtrommel gegeben und dort gleichmäßig verteilt und danach erst die Kaltasphaltmischung zugegeben wird, kann ein Anhaften der Kaltasphaltmischung an der Mischtrommel zuverlässig verhindert werden. Während des Kaltmischvorgangs wird die mit dem Bitumenbindemittel umhüllte Mineralstoffkörnung mit dem Mörtelbindemittel vollständig bedeckt, sodass eine weitgehend trockene und damit rieselfähige Asphaltbaustoff als Mischung gebildet wird.distributed mortar binder sequentially or collect and mix in a single mixing with the mortar binder. By first placing the mortar binder in the mixing drum where it is evenly distributed and then adding the cold asphalt mixture, adherence of the cold asphalt mixture to the mixing drum can be reliably prevented. During the cold mixing process, the mineral aggregate covered with the bituminous binder is completely covered with the mortar binder so that a largely dry and therefore free-flowing asphalt building material is formed as a mixture.
Der erfindungsgemäße Asphaltbaustoff zum Kalteinbau als Straßenbelag weist kein Zugabewasser und somit eine rieselförmige Konsistenz auf, nachdem die grobkörnige hohlraumreiche Kaltasphaltmischung mit dem Mörtelbindemittel und dem gewaschenen Sand des Füllers vermischt ist. Vorteilhafterweise ist die Mineralstoffkömung, die von dem Bitumenbindemittel umhüllt ist, umgreifend mit dem Mörtelbindemittel bedeckt, wobei der feinkörnige Sand die Hohlräume der grobkörnigeren Mineralstoffkörnung ausfüllt. Dabei ist der vorgeschlagene Asphaltbaustoff vorzugsweise gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt.The asphalt building material according to the invention for cold pavement as a road surface has no addition water and thus a free-flowing consistency, after the coarse-grained hollow-rich cold asphalt mixture is mixed with the mortar binder and the washed sand of the filler. Advantageously, the Mineralstoffkömung, which is enveloped by the Bitumenbindemittel, encompassing covered with the mortar binder, wherein the fine-grained sand fills the cavities of the coarse-grained mineral grain. In this case, the proposed asphalt building material is preferably prepared according to the method described above.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Straßenbelages unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Asphaltbaustoffes ist insbesondere zur Ausbesserung von Straßenbelägen vorgesehen. Das vorgeschlagene Verfahren umfasst die Herstellung des Asphaltbaustoffes vorzugsweise direkt an dem Ort der Einbringung, das Kalteinbringen des Asphaltbaustoffes sowie das Verdichten des eingebrachten Asphaltbaustoffes zum Verbinden der Mineralstoffkörnung über das Bitumenbindemittel und das vollständige Ausfüllen der Hohlräume zwischen der mit dem Bitumenbindemittel umhüllten Mineralstoffkörnung durch den Füller. Es ist selbstverständlich, dass der Asphaltbaustoff auch entfernt von dem Einbringungsort hergestellt und zu dem Einbringungsort gebracht werden kann, wenn man darauf achtet, dass der Asphaltbaustoff beim Transport nicht zu sehr verdichtet wird und außerdem die Abbindezeit des Füllers nicht erreicht wird. Dies ist in der Regel nur möglich, wenn der Herstellort unweitThe method according to the invention for the production of a road surface using the above-described asphalt building material is intended in particular for the repair of road surfaces. The proposed method comprises producing the asphaltitious material preferably directly at the point of introduction, cold introduction of the asphaltitious material, and compacting the incorporated asphaltitious material to bond the mineral aggregate over the bituminous binder and completely filling the voids between the mineral aggregate covered with the bituminous binder through the filler. It goes without saying that the asphalt building material can also be produced away from the place of introduction and brought to the place of introduction, taking care that the asphalt building material is not over-compacted during transport and, in addition, that the setting time of the filler is not attained. This is usually only possible if the place of manufacture not far
des Einbringungsortes ist. Beim Verdichten des kalt eingebauten Asphaltbau-stoffes werden ineinander verschachtelte Tragstrukturen durch die Kaltasphaltmischung und dem Füller gebildet. Die beiden Tragstrukturen sind insbesondere lückenlos miteinander verbunden, wobei der Füller die Kaltasphaltmischung 5 zusätzlich stützt.of the place of delivery. When compacting the cold-built asphalt material, nested support structures are formed by the cold asphalt mixture and the filler. The two support structures are in particular seamlessly interconnected, the filler additionally supporting the cold asphalt mixture 5.
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