Verfahren zur Herstellung von Strassen und dergl. Es gibt bereits Strassen mit Betonpflaster und einem auf der Beton unterlageangebrachten Belag, bestehend aus Asphalt oder erdpech- haltigem Material, der die Abnutzung der ganzen Strasse aufhält. Bei diesen Strassen bekannter Anordnung war die Verbindung des Belags mit der Unterlage nicht immer eine sehr innige.
Nach der vorliegendem Erfindung wird nun eine Strasse hergestellt, in welcher die die Abnutzung aufnehmende Schicht aus Asphalt oder erdpechhaltigem Stoff mit dem Betonbett innig vereinigt und fest daran gebunden ist, und zwar wird dies dadurch erreicht, dass die Bindung stattfindet, ehe sich die Betonmasse vollständig gesetzt hat, das heisst ehe sie vollständig erhärtet ist.
Ferner wird in neuartiger Weise gerade durch diese Einverleibung der erdpechhaltigen oder Asphaltschicht mit dem Beton vor der Erhärtung des letzteren die Wasserabbindung des Zementes beträchtlich verzögert, und gerade beim Bau von Betonstrassen hat sich gezeigt, dass durch diese Verzögerung der Härtung oder vollständigen Befreiung von Wasser die vorteilhaften Eigenschaften solcher Strassen bedeutend gesteigert werden. Die Lebensdauer der Strasse ist selbst bei starker Abnutzung dann eine beträchtlich höhere als bei möglichst rascher Trocknung des Betons.
Diese rasche Trocknung wird durch die Ein verleibung der Erdpechmasse in den noch feuchten Beton in weit höherem Masse ver zögert, als durch die bekannte Aufbringung eines solchen Belags auf den zum Teil schon erhärteten Beton.
Vorteilhafterweise kann man beim Ver fahren nach der vorliegenden Erfindung Steine und Kieselstücke an der Oberschicht der Betonmasse so einbringen, dass sie zum Teil in die Betonmasse und zum Teil in die asphaltartige Schutzschicht eingebettet wer den. Durch diese Einverleibung der Steine und Kiesel in die Schutzschicht wird die letztere besonders zäh und kann den im Gebrauch auftretenden Stössen in höherem Masse widerstehen.
Durch diese Einbringung der Steine in die Schutzmasse und auch in die Betonmasse selbst wird gerade die Schutz schicht an der Betonmasse äussert fest ver ankert, im Gegensatz zu andern Strassenbauten, in welchen eine asphaltartige Schutzschicht mit einem Betonunterbett vereinigt war und in welchen die Schutzschicht häufig abge schabt oder nahezu abgerollt werden konnte. Die Bildung der Schutzschicht mit der noch feuchten Betonmasse hält diese Schicht an dem Strassenbett in höherem Masse fest und die Strassenoberfläche wird dadurch ihrer Härte und Stärke nicht beraubt, ohne die Vorteile der Elastizität aufzugeben oder aber durch den Gebrauch abgewetzt zu werden.
Das Verfahren wird beispielsweise wie nachstehend beschrieben ausgeführt: Ein Unterbett, bestehend aus Portland- Zement -Beton, wird in bekannter Weise gelegt. Während sich dieses Unterbett noch in plastischem Zustand befindet und ehe es sich erhärtet hat, wird darauf eine Oberflächen schicht, enthaltend Erdpech oder Asphalt oder dergl. aufgebracht. Diese Schicht wird in Gestalt einer emulsierten Mischung aus Wasser, Erdpech und einem Emulsionsmittel, wie zum Beispiel Ton aufgebracht.
Dieser Emulsion mögen andere Zusätze beigegeben werden, beispielsweise faserhaltige Zusätze, wenn Geräuschlosigkeit gewünscht wird, oder metallhaltige Zusätze, wenn eine weitere Ver stärkung der Schutzschicht beabsichtigt ist.
Die Herstellung der Emulsion geschieht vorzugsweise wie in Nachstehendem be schrieben Ton von kolloidaler Feinheit wird mit Wasser gemischt, wobei die Temperatur vor zugsweise höher als die gewöhnliche gehalten wird, bis ein zäher flüssiger Brei entsteht. Um eine innige Durchmischung des Tones mit Wasser und eine Emulsion herbeizuführen, müssen alle jene Teilchen, die der Einwirkung durch Wasser zugänglich sind, gehörig auf gebrochen und durch Rührwerke oder dergl. in Mischung mit dem Wasser gebracht wer den. Dieser breiartigen Mischung wird erd- pechhaltiges Material, wie Asphalt in flüssigem Zustand, das heisst erhitzt, zugesetzt.
Asphalt, der sich besonders zu diesem Zweck eignet, ist etwas weicher Asphalt, obwohl gerade für verschiedene Klimata verschieden Asphalt sorten gewählt werden können und auch wohl die Verkehrszustände bei der Wahl der Asphaltsorte bestimmend mitwirken müssen. Jedenfalls muss dieser erdpechhaltige Stoff den Emulsionsteilohen gestatten, zusammen zufliessen und sich gleichmässig zu verbinden, um aneinander hängen zu bleiben, wenn die Mischung in Gestalt eines Belages oder einer dünnen Schicht gewöhnlichen atmosphärischen und gewöhnlichen Temperaturzuständen aus gesetzt wird.
Die Verklebung der Emulsions- teilchen des erdpechhaltigen Materials stellt sich besonders dann ein, wenn das Wasser aus der Emulsion entfernt wird, vorausgesetzt natürlich, dass die Emulsion eine mit Wasser und Ton hergestellte Emulsion ist. Sollte als Emulsionsmittel statt des Tons ein anderer Werkstoff gewählt werden, so kann das Zusammenlaufen und Zusammenkleben der Emulsionsteilchen selbst schon dann erreicht werden, wenn das Wasser aus der Emulsion noch nicht vollständig abgeschieden worden ist.
Bei der Erzeugung dieser Emulsion wird der Asphalt allmählich der wässerigen Mi- schung so zugesetzt, dass zuerst ein verhält nismässig steifer Brei entsteht, der eine Emulsion bildet. In dieser Emulsion ist das Wasser die äussere Phase und das Erdpech die innere Phase. Die Emulsion wird nicht zustande kommen oder aber eine Phasen umkehr wird eintreten, wenn die wässerige Tonmischung in den Asphalt' eingegossen wird. Die Phasenumkehr würde jedoch die Schutzwirkung einer solchen Emulsion für Strassenbauzwecke zunichte machen.
Vorzugsweise wird der Asphalt auf eine Temperatur von 65-200 erhitzt, wenn er der wässerigen Mischung zugesetzt wird, denn gerade durch diese Erhitzung und Verflüssi gung des Asphaltes breitet er sich gleich förmig in der wässerigen Mischung aus. Die Emulsion wird vervollständigt, wenn der Zusatz in einem passenden Quetschwerk oder dergl. vollzogen wird. In einem derartigen Mahl- oder Quetschwerk muss dann eine Temperatur aufrecht erhalten werden, die min- destens die Schmelztemperatur des Asphaltes erreicht.
Auf Gewicht bezogen hat die Emulsion in vielen Fällen folgende Zusammensetzung: 50 Teile Ton, 35 Teile Wasser, 15 Teile Asphalt.
Diese Emulsion kann auf das Strassenbett ohne beträchtliche Erhitzung angebracht werden und über dasselbe in bekannter Weise durch Brecher, Schaber oder dergleichen aus gebreitet werden. Durch diese Aufbringung auf das noch feuchte Unterbett aus Beton wird die Abscheidung des Wassers aus dem Beton ganz bedeutend verzögert, und auf diese Weise trägt die Schutzschicht zur künstlichen Alterung der Betonmasse bei.
Wenn die Schutzschicht in Gestalt eines verhältnismässig dicken Belages zur Anwen dung gelangt, kann sich der Belag selbst mehr oder weniger mit der Oberschicht der noch feuchten Betonmasse mischen, nament lich wenn die Werkzeuge zur Ausbreitung der Schutzschicht entsprechend gewählt wer ben und bei ihrer Anwendung in die feuchte Betonmasse selbst noch eindringen. Jene Zu stände, die häufig das Anhaften einer Asphalt schicht mit Beton ganz verhindern oder die Bindekraft sehn schwächen, werden dadurch gänzlich beseitigt.
Soll eine besonders starke, der Abnutzung hohen Widerstand entgegen setzende Oberfläche geschaffen werden, so mag auf die noch flüssige Schutzschicht, be stehend aus dieser Emulsion, eine Schicht von Steinen oder Kieseln aufgebracht werden. Steine mit ungefähr 4-8 qcm Abnutzfläche werden gleichförmig über die Schutzschicht hin ausgebreitet, solange diese Schicht noch feucht ist, und werden dann durch Stampf werkzeuge oder leichtere Strassenwalzen in die Schutzschicht hineingedrückt, bis sie nicht nur die Schutzschicht durchsetzt haben, sondern sich auch in die Betonmasse teil weise eingegraben) habe)).
Erst dann lässt man den Beton erhärten und gestattet die Ver dunstung des darin befindlichen Wassers, so dass die ganze Erdpechschicht während dieser Zeit sich zu einer fest zusammenhängenden Schicht verändert, und daraufhin ist die Strasse gebrauchsfertig.
Zu den faserigen Stoffen, die einer derar tigen Schutzschicht mit einverleibt werden können, gehören Fasern, wie sie zur Her stellung von Papierzeug benutzt werden, pflanzliche und mineralische Fasern, Säge späne oder dergl.
Statt einer verhältnismässig dicken Schutz schicht, womöglich noch verstärkt durch eine obere Schicht von harten Steinen oder Kieseln, kann auch eine dünne filmartige Schicht der Emulsion benutzt werden. Eine solche Schicht dient in erster Linie dem Zweck, die Ober fläche des Betonbettes wasserdicht abzu schliessen, worauf sich natürlich diese Ab schlussschicht ebenfalls fest mit der Beton masse vereinigt und nach der Verdunstung des Wassers aus der Emulsion in bleibender Bindung mit der Betonmasse steht.
Eine der artige nur dem Abschluss des Betonbettes dienende Emulsion mag etwas anders zri- sammengesetzt sein und mag namentlich Asphalt in höherem Masse enthalten, als die oben beschriebene Ernulsion. Man benutzt in diesem Fall 55-70 % Asphalt, 2-5 0% Ton oder ein anderes Emulsionsmittel und der Rest ist Wasser.
Diese sehr dünnflüssige Emulsion hat den Vorteil, dass sie sich auf die noch feuchte Betonmasse durch Sprüh vorrichtungen in fein verteiltem dünnem Zustand aufbringen lässt.
Die Emulsion selbst kann auch mit Seife, sulfuriertem <B>01</B> und dergl. aufbereitet werden und auch hier wird die nötige Tonmasse oder eine andere die Emulsion herbeiführende Masse zugesetzt, damit die Mischung ihre gleichartige Zusammensetzung ständig beibe hält.
Process for the production of roads and the like. There are already roads with concrete pavement and a surface applied to the concrete, consisting of asphalt or material containing earth pitch, which prevents the entire street from being worn down. With these streets with a familiar layout, the connection between the pavement and the base was not always very intimate.
According to the present invention, a road is now produced in which the wear-absorbing layer of asphalt or material containing pitch is intimately united with the concrete bed and firmly bonded to it, and this is achieved in that the bond takes place before the concrete mass is completely has set, that is, before it is completely hardened.
Furthermore, in a novel way, precisely this incorporation of the pitch-containing or asphalt layer with the concrete before the hardening of the latter considerably delays the water setting of the cement, and especially in the construction of concrete roads it has been shown that by this delay the hardening or complete liberation of water advantageous properties of such roads are significantly increased. The service life of the road, even with heavy wear and tear, is then considerably longer than when the concrete dries as quickly as possible.
This rapid drying is delayed by the incorporation of the pitch mass in the still damp concrete to a much greater extent than by the known application of such a coating to the concrete that has already partially hardened.
Advantageously, stones and pebbles can be introduced into the top layer of the concrete mass in the process of the present invention so that they are partly embedded in the concrete mass and partly in the asphalt-like protective layer. This incorporation of stones and pebbles into the protective layer makes the latter particularly tough and can withstand the impacts that occur during use to a greater extent.
Through this introduction of the stones into the protective mass and also into the concrete mass itself, the protective layer is anchored extremely firmly to the concrete mass, in contrast to other road structures in which an asphalt-like protective layer was combined with a concrete bed and in which the protective layer is often removed scraped off or almost rolled off. The formation of the protective layer with the still moist concrete mass holds this layer to the road bed to a greater extent and the road surface is not deprived of its hardness and strength without sacrificing the advantages of elasticity or being worn away by use.
The method is carried out, for example, as described below: A sub-bed, consisting of Portland cement concrete, is laid in a known manner. While this sub-bed is still in a plastic state and before it has hardened, a surface layer containing pitch or asphalt or the like is applied. This layer is applied in the form of an emulsified mixture of water, earth pitch and an emulsifying agent such as clay.
Other additives may be added to this emulsion, for example fiber-containing additives if silence is desired, or metal-containing additives if further strengthening of the protective layer is intended.
The emulsion is preferably prepared as described below. Clay of colloidal fineness is mixed with water, the temperature preferably being kept higher than the usual until a viscous liquid paste is formed. In order to bring about an intimate mixing of the clay with water and an emulsion, all those particles that are accessible to the action of water must be properly broken and mixed with the water by agitators or the like. Pitch-containing material, such as asphalt, is added to this pulpy mixture in a liquid state, ie heated.
Asphalt, which is particularly suitable for this purpose, is somewhat softer, although different types of asphalt can be selected for different climates and the traffic conditions must also play a decisive role in the choice of asphalt type. In any case, this earth pitch-containing substance must allow the emulsion parts to flow together and to combine evenly in order to stick together when the mixture in the form of a coating or a thin layer is exposed to normal atmospheric and normal temperature conditions.
The sticking together of the emulsion particles of the earth pitch-containing material occurs particularly when the water is removed from the emulsion, provided of course that the emulsion is an emulsion made with water and clay. If another material is chosen as the emulsifier instead of clay, the convergence and sticking together of the emulsion particles can be achieved even when the water has not yet been completely separated from the emulsion.
During the creation of this emulsion, the asphalt is gradually added to the aqueous mixture in such a way that a relatively stiff slurry is created first, which forms an emulsion. In this emulsion, the water is the outer phase and the pitch is the inner phase. The emulsion will not materialize or a phase reversal will occur when the aqueous clay mixture is poured into the asphalt. However, the phase reversal would destroy the protective effect of such an emulsion for road construction purposes.
The asphalt is preferably heated to a temperature of 65-200 when it is added to the aqueous mixture, because it is precisely through this heating and liquefaction of the asphalt that it spreads uniformly in the aqueous mixture. The emulsion is completed when the addition is made in a suitable squeegee or the like. In such a grinding or crushing mill, a temperature must then be maintained which at least reaches the melting temperature of the asphalt.
Based on weight, the emulsion has the following composition in many cases: 50 parts clay, 35 parts water, 15 parts asphalt.
This emulsion can be applied to the roadbed without considerable heating and spread over the same in a known manner by breakers, scrapers or the like. As a result of this application to the still damp concrete sub-bed, the separation of the water from the concrete is very significantly delayed, and in this way the protective layer contributes to the artificial aging of the concrete mass.
If the protective layer is used in the form of a relatively thick covering, the covering itself can mix more or less with the top layer of the still damp concrete mass, namely if the tools for spreading the protective layer are chosen accordingly and when they are used in the wet concrete mass itself can still penetrate. Those conditions which often prevent an asphalt layer from sticking to concrete or which weaken the binding force are completely eliminated.
If a particularly strong surface that offers high resistance to wear and tear is to be created, a layer of stones or pebbles may be applied to the protective layer, which is still liquid, consisting of this emulsion. Stones with about 4-8 square centimeters of wear area are spread evenly over the protective layer while this layer is still damp, and are then pressed into the protective layer by ramming tools or lighter road rollers until they have not only penetrated the protective layer but also into it the concrete mass partially buried))).
Only then is the concrete allowed to harden and the water in it is allowed to evaporate, so that the entire layer of pitch changes into a firmly coherent layer during this time, and the road is then ready for use.
The fibrous materials that can be incorporated into such a protective layer include fibers such as those used for the manufacture of paper goods, vegetable and mineral fibers, sawdust or the like.
Instead of a relatively thick protective layer, possibly reinforced by an upper layer of hard stones or pebbles, a thin film-like layer of the emulsion can also be used. The primary purpose of such a layer is to make the surface of the concrete bed watertight, whereupon this final layer is of course also firmly united with the concrete mass and, after the evaporation of the water from the emulsion, is in permanent bond with the concrete mass.
Such an emulsion, only used to close off the concrete bed, may have a slightly different composition and may contain asphalt to a greater extent than the emulsion described above. In this case 55-70% asphalt, 2-50% clay or another emulsifier is used and the rest is water.
This very thin emulsion has the advantage that it can be applied in a finely divided, thin state to the still moist concrete mass by spraying devices.
The emulsion itself can also be prepared with soap, sulfurized <B> 01 </B> and the like, and here, too, the necessary clay mass or another mass that creates the emulsion is added so that the mixture constantly maintains its similar composition.