DE10022666B4

DE10022666B4 - Straßenbaubitumen

Info

Publication number: DE10022666B4
Application number: DE2000122666
Authority: DE
Inventors: Jürgen Mehlig; Wolfgang Schilbach
Original assignee: MITTELDEUTSCHES BITUMENWERK GM; MITTELDEUTSCHES BITUMENWERK GmbH
Current assignee: MITTELDEUTSCHES BITUMENWERK GMBH, 06679 HOHENMOELSEN
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: DE10022666A1

Abstract

Polymermodifiziertes Bitumen für den Straßenbau, gekennzeichnet durch 49 bis 99 Ma.-% eines Normbitumens und 1 bis 6 Ma.-% durch schonenden thermischen Abbau aus polyolefinischen Altkunststoffen erhaltene hochschmelzende Wachse mit Molgewichten zwischen 1000 und 10000 g/mol.

Description

Die Erfindung betrifft ein polymermodifiziertes Bitumen aus einem Normbitumen für den Einsatz im Straßenbau.
Die industrielle Produktion von Bitumen erfolgt aus Erdöl, bei der Verarbeitung stark bituminöser Rohstoffe durch Konzentration, Destillation oder selektive Trennung der enthaltenen Bitumenanteile mit Hilfe von Lösungsmitteln und bei der Verarbeitung von schwach bituminösen Rohölen bzw. deren Rückständen nach Methoden, wie z. B. dem Blasen, die einen Bitumenaufbau bewirken. Die so hergestellten Bitumen werden dementsprechend in Destillations-, Extraktions- oder geblasene Bitumen eingeteilt. Erdölbitumen sind dabei plastoviskose Stoffe und haben im Bereich üblicher Gebrauchstemperaturen eine nur schwach ausgeprägte Viskosität. Beim Einsatz solcher Bitumen im Straßenbau sind daher Kompromißlösungen erforderlich, um eine möglichst verschleißarme Asphaltmischung für die hohen Belastungen im heutigen Straßenverkehr herstellen zu können. Dabei sind die Anforderungen an Straßenbaubitumen insbesondere durch das steigende Verkehrsaufkommen und immer höhere Achslasten von Fahrzeugen ständig gestiegen.
In der Vergangenheit wurde daher immer wieder versucht, durch Herstellung polymermodifizierter Bitumina Voraussetzungen für die Herstellung von Fahrbahndecken zu schaffen, die den heutigen Belastungen genügen und deren Gebrauchswerteigenschaften über den gesamten klimatisch bedingten Temperaturbereich bei kritischen Belastungsbedingungen verbessert werden. Der Zusatz ausgewählter Kunststoffe bewirkt dabei eine Absenkung des Brechpunktes und eine Erhöhung des Erweichungspunktes und somit eine höhere Plastizitätsspanne, wodurch die elastischen Eigenschaften eines polymermodifizierten Bitumens denen eines reinen Erdölbitumens wesentlich überlegen sind und zu einer erhöhten Verformungsbeständigkeit führen. Bekannte Kunststoffe zur Herstellung solcher polymermodifizierten Bitumen sind ataktisches Polypropylen, Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-Copolymere, Polyisopren, Naturkautschuk u. dgl. Allerdings hat sich bei der Herstellung solcher Bitumenkombinationen gezeigt, daß nach relativ kurzer Zeit in schmelzflüssigem Zustand Entmischungserscheinungen auftraten. Daraus ergibt sich in der Praxis die Notwendigkeit, solche polymermodifizierten Bitumen bis zu ihrem Einsatz ständig zu rühren oder in einer anderen geeigneten Weise homogen zu halten, um gleichmäßige Beschichtungen zu gewährleisten.
Gemäß dem bekannten Stand der Technik ist wiederholt versucht worden, ein Entmischen der Bitumenkombination mit geeigneten Mittel zu begegnen. So wird in der DE-AS 25 40 230 ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Mischung von Bitumen und Polyolefinen durch Homogenisierung in einer Heißmischanlage so lange behandelt wird, bis ein deutlicher Viskositätsabfall eintritt und ein Polymerbitumen entsteht, daß nicht mehr zur Entmischung neigt. Gemäß DE-PS 26 31 361 wird versucht, die Entmischungsneigung von Bitumen und ataktischem Polyolefin durch Zugabe eines Füllstoffes mit speziellen physikalischen Eigenschaften zu verhindern.
Obwohl die vorgeschlagenen Zusätze und Behandlungsverfahren einer Verbesserung bestimmter Eigenschaften der Bitumina ermöglichen, ist jedoch in der Regel eine Beeinträchtigung der Produktqualität festzustellen. Der Einsatz spezieller synthetischer Produkte führt außerdem zu zusätzlichem Aufwand und zu einer Verschlechterung des Preis-Leistungsverhältnisses bei der Herstellung von Straßenbaubitumen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein polymermodifiziertes lagerstabiles Straßenbaubitumen zu entwickeln, das allen Anforderungen im heutigen Straßenbau gerecht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein polymermodifiziertes Bitumen mit 94 bis 99 Ma.-% eines Bitumenes und 1 bis 6 Ma.-% durch thermischen Abbau aus polyolefinischen Altkunststoffen erhaltene hochschmelzende Wachse mit Molgewichten zwischen 1000 und 10000 g/mol gelöst. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bitumenkombination können sowohl Destillatbitumen oder Destillatbitumenmischungen allein oder im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen als auch schwere Erdölrückstände allein oder im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen aber auch angeblasene Bitumen im Erweichungsbereich zwischen 27 und 60 °C mit einer Penetration von 30 bis 320mm·10^-1 allein verwendet werden. Von besonderem Vorteil ist dabei die Verwendung eines aus einem schweren Erdöldestillationsrückstand mit einem Erweichungspunkt von 27 bis 44 °C durch schonende Anoxidation auf einen Erweichungspunkt von 37 bis 60°C mit einer Penetration zwischen 35 und 210 mm·10^-1 eingestellten angeblasenen Destillationsrückstandes.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält das erfindungsgemäß vorgeschlagene polymermodifizierte Bitumen vorzugsweise 1 bis 3 Ma.-% hochschmelzendes Polyolefinabbauwachs. Dieses kann darüber hinaus erfindungsgemäß in Form eines festen Compounds aus Bitumen und 60 bis 90 Ma.-% hochschmelzenden Polyolefinabauwachs verwendet werden und wird gemäß der vorgeschlagenen Straßenbaubitumenkombination in solchen stöchiometrischen Verhältnissen zugemischt, daß der Wachsanteil im Fertigprodukt zwischen 1 und 6 Ma.-% liegt.
Mit der Anwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Straßenbaubitumen werden gegenüber dem Stand der Technik insbesondere folgende vorteilhaften Effekte erzielt:

– Die Anwendung der Erfindung führt zu einem höheren Verdichtungsgrad der hergestellten Asphaltmischung, wodurch die Standfestigkeit der hergestellten Asphaltbeläge erhöht und die Spurrillenbildung zurückgedrängt wird.
– Die Verarbeitungszeit des Bitumens wird erhöht.
– Die Viskosität des flüssigen Bitumens wird herabgesetzt, so daß die Verarbeitungstemperaturen verringert werden können, wodurch die Schädigung des Bitumens durch hohe Temperaturen herabgesetzt und die Schadstoffabgabe bei der Verarbeitung minimiert werden kann.
– Das Haftvermögen des erfindungsgemäßen Bitumens auf den Zuschlagstoffen wird verbessert.
– Der Brechpunkt des Bitumens wird durch den Zusatz von 1 bis 6 Ma.-% hochmolekularem Polyolefinabbauwachs nur geringfügig oder gar nicht verändert, d.h., es tritt keine Verschlechterung des Tieftemperaturverhaltens auf.
– Das erfindungsgemäße polymermodifizierte Bitumen ist stabil. Es tritt keine Entmischung ein.
– Aufgrund der geringen molekularen Uneinheitlichkeit der erfindungsgemäß verwendeten hochmolekularen Polyolefinabbauwachse werden sehr gut reproduzierbare Ergebnisse erhalten. Die hier erwähnten Molekulargewichte sind gewichtsmittlere Molekulargewichte. Bevorzugt wurden niedermolekulare Anteile mit einem Molekulargewicht von etwa 150 bis 500 g/mol aus den Wachsen vor der Verwendung entfernt. Besonders geeignete Wachse zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind diejenigen Wachse, die nach den vom selben Anmelder am selben Tag eingereichten Verfahrenspatenten erhalten werden (Anwaltsaktenzeichen: E 1771 DE, E 1772 DE, E 1773 DE, E 1774 DE und E 1775 DE).

Claims

Polymermodifiziertes Bitumen für den Straßenbau, gekennzeichnet durch 49 bis 99 Ma.-% eines Normbitumens und 1 bis 6 Ma.-% durch schonenden thermischen Abbau aus polyolefinischen Altkunststoffen erhaltene hochschmelzende Wachse mit Molgewichten zwischen 1000 und 10000 g/mol.
Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Normbitumen Destillatbitumen oder Destillatbitumengemische allein oder im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen sind.
Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Normbitumen schwere Erdölrückstände allein oder im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen sind.
Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Normbitumen angeblasene Bitumen im Erweichungsbereich zwischen 37 und 60 °C mit einer Penetration von 30 bis 320 mm·10^-1 sind.
Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das angeblasene Bitumen einen Erweichungsbereich zwischen 37 und 60 °C mit einer Penetration von 35 bis 210 mm·10^-1 aufweist und aus einem schweren Erdöldestillatrückstand mit einem Erweichungsbereich zwischen 27 und 44 °C durch schonende Anoxidation hergestellt ist.
Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bitumen 1 bis 3 Ma.-% hochschmelzendes Polyolefinabbauwachs enthält.
Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hochschmelzende Polyolefinabbauwachs dem Bitumen als Compound aus Bitumen und 60 bis 90 Ma.-% hochschmelzendem Polyolefinabbauwachs zugesetzt ist.