DE1469202A1

DE1469202A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bildung und zum Aufbringen einer Kaltasphaltmischung

Info

Publication number: DE1469202A1
Application number: DE19631469202
Authority: DE
Inventors: Young Bernard William
Original assignee: YOUNG RAYMOND THEODORE
Current assignee: YOUNG RAYMOND THEODORE
Priority date: 1963-01-29
Filing date: 1963-11-26
Publication date: 1969-01-30
Also published as: US3206174A; GB1038789A; DE1469202B2; DE1469202C3

Description

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Bernard William Young

615 Baker Lane, Waco, Texas

Verfahren und Vorrichtung zur Bildung und zum Aufbringen einer Kaltasphaltmlschung

Priorität: U.S.A. vom 29. 1. 1963 Nr. 254 837

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung und zum Aufbringen einer Kaltasphaltmischung für Straßendecken und dgl. aus praktisch gleichmäßig mit Wasser befeuchtetem Zuschlag von teilchenförmigen! Material, das grobteiliges und feinteiliges Material umfaßt, mittels eines Mischers.

Kaltasphalte, d.h. Asphaltemulsionen als zähflüssiges Sperroder Dishtmaterial werden in der Hauptsache zur Fahrbahnherstellung oder -erneuerung und zum Abdichten von dem Pahrzeugverkehr dienenden Flächen benutzt, wie beispielsweise für Straßen oder Plugzeugetartbahnen. Dichtmaterialien dieser Art sollten eine solche Zusammensetzung aufweisen und derart ge-

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OFUGINAL INSPECTED

Unit* lagen ΙΑΠ. / a ι aus. ζ .-«r. l asu a des Anacrungseca- «■ ·*· a.

handhabt, d.h. gemischt und auf die Oberflächen aufgebracht werden, daß sie eine beträchtliche Imprägnierungswirkung aufweisen, so daß man eine wirksame Abdichtung der Oberfläche und Ausfüllung von Rissen erhält, ohne daß eine Trennung der Schicht vom Untergrund befürchtet werden muß.

Kaltasphalt als Dichtmaterial ist bisher mit mehr oder weniger Brfolg angewendet worden, wenn er mit Mischern bekannter Bauart, wie Fertigbetonmischern üblicher Aueführung und mit den üblichen Mischeigenschaften, gemischt und auf die abzudichtende Oberfläche aufgebracht wurde. Hierbei ergab sich besonders das Problem, ein zufriedenstellendes Mischen zu erreichen, ohne mehr Zelt als wünschenswert zu benötigen, um den Kaltasphalt nach dem Aufbringen zum Aushärten zu bringen, so daß er dann befahren werden kann. Es ist bereits bekannt, daß' die Anwesenheit bestimmter Stoffe, insbesondere Calciumoxyd, bei einem der Mineralzuschlagstoffe, die bei diesen Materialien verwendet werden, ein chemisches Brechen ("Haltepunkt¹¹} vgl. Ralph N» Traxler, "Asphalt, Its Composition, Properties and Uses" (1961)) ergeben, wenn sie mit der Asphaltemulsion gemischt werden, wobei dieses Brechen von einer Verfestigung oder einem Verlust der Flie£eigenschaften der Mischung begleitet ist oder darstellt, Um zu vermeiden, daß dieses Brechen auftritt, wenn die Materialien in einer verhältnismäßig langsam arbeitenden Mischvorrichtung noch gemischt werden, und um sicherzustellen ₉ daß die Mischung noch vor der Verfestigung auf die Oberfläche aufgebracht

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ORIGINAL INSPECTED

wird, v/ar es erforderlich, einen relativ hohen Wassergehalt anzuwenden. Dabei hat sich jedoch gezeigt, daß hei einem solchen hohen Wassergehalt der bereits auf die Oberfläche aufgebrachte Kaltasphalt einen zeitlieh lang andauernden sogenannten Verdampfungshaltepunkt (Brechen) zu durchlaufen hat, bevor ein Verkehr auf der abgedichteten Pläche zugelassen werden konnte, Bemühungen, die Zeitdauer dieses Vorgangs dadurch abzukürzen, daß der Wassergehalt wieder verringert wurde, haben nur dazu geführt, daß schon in der Mischvorrichtung vorzeitig ein chemisches Brechen auftrat. Diese Schwierigkeiten, die darin bestehen, daß sich einmal ein vorzeitiger chemischer Haltepunkt noch im Mischer und zum anderen ein unerwünscht langer Verdampfungshai tepunkt ergibt, sind offensichtlich«

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß der mit Wasser befeuchtete Zuschlag schnell mit emulgiertem .Asphalt gemischt und das Gemisch auf die Oberfläche aufgebracht wird, während es das gesamte grobteilige Material, feinteilige Material, Yfesser und den emulgierten Asphalt enthält, wobei der Zuschlag und der emulgierte Asphalt derart wechselseitig miteinander in Leziehung stehende Eigenschaften nach der Zueammenmischung aufweisen, daß ein schnelles chemisches Brechen (Halte* punkt) erfolgt und die Mischzeit geringer ist als die Zeitspanne für das Auftreten des chemischen Brechens, das erst nach dem Aufbringen des Gemisches auf die Oberfläche erfolgt.

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Ziel der vorliegenden Erfindung ist also eine Verbesserung beim Mischen" und Aufbringen derartiger zähflüssiger Dichtmaterialien. Diese Verbesserung wird dadurch erzielt, daß bei der Hisohung ein verhältnismäßig geringer Anteil an feinverteiltem Mineralmaterial als Zusatz zu den gröberen Hauptzuschlagetoffen verwendet wird. Als Beispiel für ein solches feinverteiltes Material sein Portlandzement genannt, der in diesem Falle verwendet werden kann. Das feine zusätzliche Material dient als Tüllstoff und ermöglicht je nach Wunsch die Verwendung eines gröberen Hauptzuechlagstoffee, der beim Fehlen des Füllstoffes zufriedenstellend wirken würde. Somit kann ein Hauptzuschlagstoff mit der groben Ausbildung von gewaschenem Betonsand zusammen mit dem feineren Füllstoff verwendet werden, wodurch man ein besseres Ausstoßen des Materials aus dem Mischer und eine bessere Arbeitsgenauigkeit erreicht.

Der Zusatz von relativ feinverteiltem Füllstoff ergibt einen Träger, der derartige Zähigkeitseigenschaften aufweist« daß eine Schichtung und ein Ausscheiden der Hauptzuschlagstoffe verhindert wird.

JBe wurde bereite vorgeschlagen, wie man ein sähflüssiges Dichtmaterial anwendet, dem ein schnelles chemisches Brechen eigentümlich ist, wobei die Bestandteile sorgfältig und so schnell gemischt werden, daß die Mischung auf die Straße oder eine andere Fläche aufgebracht werden kann, bevor das Brechen

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eintritt, worauf dann in einer kurzen Zeit während dee kurzen chemischen Brechens die Verfestigung in dem bereits aufgebrachten Material vor sich geht.

Mit dem erfindungegemäßen Verfahren sowie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich noch bessere Ergebnisse erzielen, wobei auch der Bereich der anwendbaren Zuschlagstoffe erweitert wird.

Wie oben bereits erwähnt, sollte das zähflüssige Dlohtmaterial derart beschaffen sein, daß die zu behandelnde alte Oberfläche im größten Ausmaß imprägniert wird, so daß eine wirksame Abdichtung erzielt und ein Ablösen oder Trennen vom Untergrund vermieden wird.

Das Bemessen der Bestandteile einer Mischung, die die gewünschten Imprägnierungseigenschaften aufweist, ist dem Fachmann auf dem Gebiet der Asphaltchemie durchaus bekannt. Im ganzen gesehen gibt es einige feste Zuschlagstoffe, die als einziges festes Material bei Mischungen, die erfindungsgemäß zusammengesetzt und gemischt sind, ungeeignet sind, weil sie naoh dem Mischen mit der Asphaltemulsion kein chemisches Brechen liefern. Als Beispiel für ein solches Material sei Seesand angeführt, der beim Mischen mit der Asphaltemulsion kein chemisches Brechen liefert und deshalb bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ηloht als einziges festes Material zugesehlagen

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werden kann. Jedoch können auch Seeaand und andere feste Materialien, die kein chemisches Brechen ergeben, wenn sie mit der Asphaltemulsion gemischt werden, zusammen mit anderen Materialien verwendet werden, die die erforderlichen Eigenschaften zum Regeln der Mischcharakteristik und der Verechleißeigenschaften der Mischung haben.

Der Hauptgedanke, der bei der Durchführung der Erfindung zu beachten 1st, ist zunächst der, daß die Mlsohung selbst entsprechend ihrer Zusammensetzung ein schnelles chemisches Breohen (Haltepunkt) ergeben muß, und daß zweitens ein sorgfältiges Mischen der Bestandteile und Austragen aus der Mischvorrichtung in einer sehr kurzen Zeit erfolgen muß, so daß das chemische Brechen erst dann auftritt, wenn die Mischung bereits auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebracht 1st. Pie erste dieser Forderungen läßt sich auf der Grundlage der Eigenschaften der Bestandteile erfüllen, die den Asphaltchemikern und -teohnikem bekannt sind, jedoch sind bisher weder ein Verfahren noch eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, mit denen die Vorteile eines schnellen chemischen Brechens in der praktischen Anwendung von Kaltasphalt ausgenutzt v/erden konnten. Ein typisches Beispiel einer zähflüssigen Mischung, die durch kontinuierliche Zufuhr dor Materialien zu einer Mischvorrichtung und duroh kontinuierliches Austragen aus der Vorrichtung erzeugt wird, sei im folgenden angeführt:

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Menge der Emulsion je Minute: 60 1 Menge an Zuschlagstoffen je Minute: 364 kg Menge an Wasser je Minute: 7_t6 - 60 1

Das Verhältnis von Emulsion zu Zuschlagstoffen ist selbstverständlich veränderlich, 3e nach den gewünschten Misoheigensohaften und den endgültigen Eigenschaften des zähflüssigen Dichtmaterials. Die Menge an Wasser ist veränderlich entsprechend der gewünschten Dicke dee Materials, die von der Art der alten, zu behandelnden oder abzudichtenden Oberfläche abhängen kann. Weiterhin kann die Waseermenge entsprechend der in den festen Zuschlagstoffen enthaltenden Feuchtigkeit geändert werden« Bei dem genannten Beispiel stimmte die Asphaltemulsion mit der Texas-Spezifikation E.A.-11-M (Asphalt Institute specification SSl) übereinο Ebenfalls mit gutem Erfolg ist eine Asphaltemulsion entsprechend der Texas-Spezifikation E.A.-10-S verwendet worden.

Beim obigen Beispiel war als Zuschlagstoff "Rockdale"-Schlacke benutzt worden, die der folgenden Spezifikation entspricht:

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Physikalische Analyse von "Rookdale "-»Schlacke als Zuschlagstoff

Sieb-Analyse	(naß)
Siebgröße	durchtretendes M,
4	97
8	82
16	43
30	22
50	16
100	8,9
200	4,0
325	2,2

Einheitsgewicht 1470 kg/m⁵ (92 lb/c.f.) (trocken, lose)

spezifisches Gewicht 2,81

Die Analyse des "Roekdale"-Zuschlagstoffee wird durch die folgende Analyse und die Eigenschaften von "Rockdale"-Plugasche angegeben;

typische chemische Analyse

Siliciuatdioxyd (SiO₂) 38,6 #

Calciumoxid (CaO) 20,9 j£

Elseaoxyd (Pe₂O-) 6,17 J*

Aluminiumoxyd (Al₂O₅) 18,7 &

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Magnesiumoxyd (MgO) freier Kalk (CaO) vorhandene Alkalien Glühverlust
Feuchtigkeitsgehalt

1.05 £

nicht auffindbar

1.06 ;i 6,0 */o 0,79 5δ

Typische physikalische Eigenschaften

Spezifische Oberfläche (BIaJ na)

2115 cm²/g

Siebanalyse (naß)

Siebgröße durchtretendes Material in ^cß>	zurUckgehaltene s Material in #	1215
50 97	3
100 88	12
200 70	30
325 63	37
Einheitegewich ΐ (trooken, lose)

1215 kg/m³ (76 lb/c.f.)

spezifisches Gewicht

2,57

Wie bereits erwähnt, können auch Sand und andere Mineralfüllstoffe verwendet werden, wenn sie in geeigneter Weise klassiert sind und keine Neigung besitzen, mit den anderen Beatandteilen der Mischung chemische Reaktionen einzugehen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann Portlandzement oder ein

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anderes feinverteiltes Mineral mit im allgemeinen entsprechend kleiner Teilchengröße als Füllstoff benutzt worden» Baß Verhältnis von Mineralfüllstoff zum wesentlich gröberen Eauptzuechlagetoff ändert sich entsprechend den Eigenschaften und Charkteristiken, 2,B* der Teilchengröße des Hauptzuschla&stoifee und der Feinteileo Im allgemeinen liegt das Verhältnis des Mineralstoffes zum flauptzuschlagstof£ in der Größenordnung von 0,5 - 5,0 Gew.$i.

Im folgenden werden als Beispiele typische Materialien und Mischeigenschaften unter Bezug auf die folgenden Standardbeseichnungen angegeben.

Federal Specifications
SS-A~674b»Asphalt Emulsion
American Society for Testing Materials Serial Designation

C-136~46 - Sieve Analysis of Pine and Coarse Aggregate (Siebanalyse von feinen und groben Zuschlagstoffen)

C-33-59 - Concrete Aggregates

(Beton-Zuschlagstoffe)

C125-58 - Terms Relating to Concrete and Concrete Aggregates (Bestimmungen für Beton- und Beton-Zuschlagstoffe)

B2+2-57T - Mineralfülletoffe

.909805/0862 ^ΒΛ°^0RIQINAL

Me vorzugsweise verwendete Asphaltemuleion entspricht beispielsweise den Anforderungen der Federal Specification SS-A-674-b. SS-2 mit einer Penetration von 40 - 100 und einem Viskositätabereich von 20 - 50 ist zweckmäßig«

Die Mineralzuschiagstoffe können unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, wie im folgenden erläutert wirds

Mineralzuschlaggemisch Nr. 1

Bei diesem Gemisch weist der Zuschlagstoff natürlichen, scharfkantigen Sand, künstlichen Sand oder eine Kombination beider Stoffe entsprechend der ASiDM-Bezeichnung C-33-59 auf. Der Zuschlagstoff sollte sauber und frei von schädlichen Beimischungen sein. Zuschläge, die einer fünfmaligen Probe auf Dichtheit unterworfen werden, sollten keinen größeren Verlust als 10 ^cf> aufweisen, wenn Natriumsulfat benutzt wird» Der Zuschlagstoff sollte innerhalb der im folgenden angegebenen Grenzen klassiert sein:

durchtretendes Material in

100

95 - 100 80-100 50 - 100 25 - 60 10-30 2 - 10

Siebgröße	in.
3/8	4
Kr.	8
»r,	16
Nr.	30
Kr.	50
Hr.	1OO
»r.

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BAD ORIGINAL

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Dieeer Zuschlagstoff wird mit 1-3 Ά ^elnstoffen gemischt, die Portlandzement oder Kalksteinstaub oder einen ähnlichen Stoff aufweisen, der der ASTM D242-57T entspricht, die auf der Feinheitazahj der Probe des Zuschlagstoffes beruht, wie sie in der folgenden Tabelle angegeben ist:

Feinheitazahl	Prozentanteil Mineralfüllstoff	Mineralzuschla&gemisch Sr. 2
2,15	1,0
2,30	1,25
2,45	1,50
2,60	1,75
2,75	2,00
2,90	2,25
3,05	2,50
3,20	2,75
3,25	3,00

Bei diesem Gemisch werden die Bestandteile des Zuschlagstoffes durch technisch hergestellte Kalksteinfeinteile, Keramikschlacke oder anÄere bewährte Materialien dargestellt, oder durch ein Gemisch aus diesen Teilen. Der Mineralznischlagstoff eolltt «inen Abrieb besitzen, der nicht größer als 35 °A ist. Der Plaetieltätsindex sollt« nicht größer al« 5 sein, während der Smnfiwert 45 min. betragen sollte. Bieter zusammengesetzte Zuechl&gatoff

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entspricht im weeentlichen der folgenden Klassierung entsprechend ASTH C-136-46 und C-117-59:

Nr.	1	Nr₉ 2
ι i*	Durchgang	2 f£ Durchgang
100		95 - 100
100		30-95
80 -	95	65 - 80
35 -	60	35 - 60
1? -	30	15 - 35
3.-	12	5-15

Siebgröße 3/8 inch 1/4 " 10 mesh 40 » 80 "

Das Mineralzuschlaggemisch Nr₀ 1 wird -vorzugsweise dann verwendet, wenn die Anwendungameng® unterhalb 3^3 kg/m^(7 lbB/sq,y₀) ljjggt₉ (wogegen das Mineralzuschlaggemisch Nr. 2 vorzugsweise dann benutzt wird, v/enn sie oberhalb 3,8 kg/πΓ (7 Ibs/equare yard) liegte Wenn der Zuschlagstoff durch ein Gemisch von Sand und anderen Materialien dargestellt wird, sollte der Sandanteil nicht größer als 50 Gew.^ des gesamten Zuschlagstoffes sein»

Der Prozentsatz der verwendeten Asphal teinul si on hängt vom Feinheltsgrad des Zuschlagstoffes im Gemisch entsprechend der folgenden Tabelle ab:

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BAD ORIGINAL

Feinheitsgrad	Prozent Emulsion
2,15	15
2,30	14
2,45	13,5
2,60	13,25
2,75	13
2,90	12,75
3,05	12,5
3,20	12,25
3,35	12

Der in dieser Weise festgelegte Prozentsatz Asphaltemulsion, der auf das trockene Zuschlagstoffgewicht featgelegt ist, wird mit dem Torgefeuchteten Sand gemischt. Es sollte dabei nur soviel Wasser zugesetzt werden, daß ein Fließen und ein homogenes Gemisch erzielt wird. Da die für die unterschiedlich zu behandelnden Oberflächen erforderliche Konsistenz sich in Grenzen ändern kann, können geringfügige Änderungen der oben angegebenen Anteile zugelassen werden, jedoch sollten keine größeren Abweichungen vorgenommen werden.

Bei einem Verfahren kann die Asphaltemulsion mit einem Zuschlagstoff gemischt werden, der im wesentlichen der oben angeführten Mineralzuschlagmischung Nr. 1 entspricht, und zwar werden hier etwa 9 - 12 ^e/> Asphaltrückstand benutzt, bezogen auf dae Trockengewicht dee Zuschlags. Bei einem anderen Verfahren kann die Asphaltemulsion mit der-oben angeführten Mineralzuschlagmischung, .Nr. 2 im Verhältnis von 8 - 11 fi AsphaltrückstÄnd, ^:bezogen auf das TrocJöerngewicht des Zuschlags, H

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Wiederum wird nur die Henge an Wasser augesetat* die erforderlich iat, ein Pließsn und ein homogenes Gemleoh au erzielen, wobei diese Wassermenge entsprechend den unterschiedlichen Oberflächsnanforderungen geringfügig verändert werden kann.

Im allgemeinen sollten die gemäß der Erfindung benutzten feinen Zuschlagstoffe sämtlich durch ein 200-Haschen-Sleb hindurchgehen, und es sollten etwa 98 # durch ein 325-Maschen-Sieb hindurchtreten, wobei dann 98 i> eine Kleinere Größe ala 44- Mikron besitzen. Die feinen Zuschlagstoffe können entweder chemisch aktiv, wie s.3. Portlandzement und wasserfreier Kalk, oder aber oberflächenaktiv sein, wie Bentonit und Asbest. Die chemisch aktiven Bestandteile wirken chemiach mit dem Wasser und den Emulgatoren zusammen, während die oberflächenaktiven Stoffe entsprechend den van-der-Waals-Kräften oder entsprechend der Absorptionatheorie mit dem Wasser und den Emulgatoren zusammenwirken■>

Die Art der feinen Zuschlagstoffe sollte mit Rücksicht auf das verwendete Zuschlagmaterial festgelegt werden. Wenn beispielsweise Seeaand verwendet wird, kann ein größerer Prozentanteil an feinen Zuschlagstoffen erforderlich sein, als wenn gemahlener oder scharfkantiger natürlicher Sand benutzt v/ird.

Seesand ist ein verwittertes Material, das im allgemeinen abgerundet 1st und deshalb nicht in dem Maße eine Keilwirkung aua-Llbt, wie es bei Verwendiing von gebrochenem oder natürliche» Sand

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der Pall ißt. Weiterhin ist Seesand im allgemeinen in seiner Größe gleichmäßiger als andere Sandsorten, so daß etwa 50 100 i» mehr feine Zuschlagstoffe bei Verwendung von Seesand erforderlich «.ncl al··? bei Verwendung aroerer 3and3orten.Wenn also für das oben erläuterte Minoralsuschlaggemisch JKr. 1 ein Gewichtsanteil von 1-3 ^lS> des feinen Zuschlagstoffes angegeben wird, kann mit Vorteil ein Anteil von bis zu 5 Gew.jS genutzt werden, wenn Sessand oder ein anderes Material verv/endet wird, das im wesentlichen die gleichen Abmessungen, Formen und Gleichmäßigkeit aufweist. Allgemein ausgedrückt - auch bei Zuschlagstoffen» die sehr scharfkantige Teilchen aufweisen, sollte der Prozentsatz an feinen Zuschlagstoffen nicht geringer als 0,5 ^c/° sein.

Beim Mischen eines zähflüssigen Dlchtmaterlals entsprechend einem der vorgenannten Beispiele und anderer Dichtmaterialien, die die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich eines schnellen chemischen Brechens aufweisen, werden der Hauptzuschlagstoff und der Mineralfttllstoff in einen Mischbehälter eingebracht und während einer Rährbewegung durch diesen Behälter hindurohgeführt, so daß si« so gemischt werden, daß in einer aehr kurzen Zeit, die aar etwa 1,5-2 Minuten zu betragen braucht, sorgfältig und innig gemischt werden. Die Anwesenheit de« Mineral füll st of fee im Gemisch verhindert eine Schichtung und ein Auefallen des Hauptzusohlagstoffee, auch wenn dieser eo grob wie gewaschener Betoneand ist. Es ist somit möglich, das Gemisch

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auf die zu behandelnde Oberfläche aufzubringen* bevor ein merkbares chemisches Brechen auftritt, das eich als Folge ei.ncr sehr langen Miechzeit einstellt, während dennoch das Gemisch so nahe am chemischen Brachen ist, daß dieses sehr sonneil nach dein Aufbringen auf die Oberfläche eintritt. Die~ 3es wirß lein, rtehr viel weniger Feuchtigkeit, als es bisher für möglich gGhtfVten wurde, erreicht, wobei der Vorteil auftritt, daß das einmal auf die Oberfläche aufgebrachte Gemisch nicht mehl einen sehr langwierigen Verdampfungshaltepunkt zu durchlaufen hat, bevor es beiehrbar ist.

JBine Vorrichtung, die zur Durchführung der Erfindung oehr vorteilhaft ist, ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.

Figur 1 ist ein senkrechter Längsschnitt durch sine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei der Verteiler oder die Streichvorrichtung für das Gemisch in der Seitenansicht dargestellt ist.

Figur 2 ist eine Rückansicht des Austragendes der Vorrichtung.

Figur 3a, 3b und 3o zeigen in senkrechten Schnitten 3 Stellungen des Verschlußteiles im geschlossenen Zustand, im Zustand für das normale Austragen des Gemische und in dem Zustand, in dem der Mischbehälter geleert werden kann.

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figur 4 ißt ein Schnitt entlang der Linie 4~4 der Figur 2 und läßt die Anbringung des Yerachlußteiles in der llinterwand der Mischvorrichtung erkennen.

Figur 5 üei£t in einem Schema die Zuordnung von Zuachlag-

förderer, Einspeisungseinrichtung für den feinon Zuschlag Θον/ie die Zuführungen von Emulsion und Wasser Mischeinrichtung.

Der in der Zeichnung dargestellte Mischer M iat auf einem fahrbaren Wagen angebracht, von dem sin Teil des Rahmens bei T dargeotel?.t ist. Diese Anordnung -der Mischvorrichtung kann selbstverständlich vielfältig abgewandelt werden. Weiterhin ist auf dem Fahrzeug eine Streichmaschine S angebracht, die den KaItaephalt auf die zu überziehende oder abzudichtende Oberfläche aufstreicht oder in anderer Weise verteilt. Unter einem Vorratstrichter H ist ein Bandförderer C angebracht, der auf dem Fahrzeug sitzt und den Hauptzuschlagstoff aufnimmt, der als relativ grobes, stückiges, festes Material vorliegt. Der Bandförderer liefert den Zuschlagstoff in einen horizontal liegenden Mischbehälter MC, wobei das Material vom Förderband in den vorderen Teil des Mischbehälters fällt, der in Figur 1 links dargestellt ist. Am hinteren Ende des Vorratstrichters H ist eine Zuführeinrichtung für den Füllstoff angebracht, die im ganzen mit FF bezeichnet ist und einen Trichter 100 aufweist, der am unteren Ende eine Auslaßöffnung 101 besitzt und so angeordnet

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isv. daß der Püllstoff in den vorderen leil des Mischers M dort eingeführt \vird, v/o auch der Hauptsuschlagstoff zugeführt wird ο Eine Wasserzuführung, ζ« B₀ ein Anschluß WI₁ vorzugsweise eine Sprühdüse, ist so angebracht, daß ate äaa Was-' ^er in der Nähe der Zuführstelle der Zuschlagstoffe in den Behälter MC einspritzt. Weiterhin ißt ο ine üaulsionsjsuführung, '-ä.cß. ein Anschluß FI₈ vorgesehen, der vorzugsweise ebenfalls als Sprühdüse ausgebildet ist und im Abstand vom Waasereinlaß WI in Bewegungsrichtung dea Maiericls vom vorderen »um hirteren Ende des Mischbehälters angeordnet ist« Am hinteren Jude dea Mischbehälters ist eine Aus tragilffnung G- vorgesehen, durch die daa Geraisch auf die Straße oder andere Oberfläche aufgebracht wird, auf der es dann durch den Verteiler S oder eine Streichvorrichtung verteilt und verstrichen wird. Biese Vorrichtung kann ale Schlitten ausgebildet sein und ein Verteiierband sowie einen Quetscher oder Rechen bekannter Bauart .ufweiseno

Dem vorderen Teil des Mischbehälters MC werden in vorbestinmiter Welse in ihren Mengen aufeinander abgestimmte Anteile von Zuschlagstoff, Püllstoff, Wasser und Asphaltemulsion zugeführt. Die Anteile können eich -entsprechend den Wstterbedingungen oder den Anforderungen fer zu behandelnden Oberfläche ändern. Jedoch sohlte für 3eden Arbeitsgang die einmal tiestiroiate Abstimmung der Mengen konstant oder im wesentlichen konstant gehalten virden. Figur 1-5 zeigen eine Anordnung, mit der die einmal festgelegten Mengenanteile bei entsprechend eingestellten Vor-

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richtungen für alle praktischen Zwecke konstant gehalten werden. Wie in Figur-5 dargestellt, dient eine Brennkraftmaschine ICL ale gemeinsamer Antrieb für den Zuschlagstoff-Förderer C₁ die Zuführeinrichtung FF für den Füllstoff, eine Emulsionepumpe lj und eine Waeserpumpe WP. Der Antrieb der Brennkraftmaschine ICL wird über einen Kettentrieb la auf eine Welle 1 übertragen. Innerhalb der Zuführöffnung 101 des Trichtere 100 liegt ein !anlaufendes Zumeßventil 102 in der Art eines Flügelrades, das bei Drehung abgemessene Mengen des Füllstoffes dem Mischer M zuführt. Um zu erreiohen, daß der Füllstoff in einem vorbestimmten Verhältnis zum Hauptzuschlagstoff zugeführt wird, wird das Ventil 102 mit einer Drehzahl angetrieben, die in einem bestimmten Verhältnis zur Geschwindigkeit dee Förderers C steht. Bei der dargestellten AusfUhrungsform wird das Ventil 102 von der hinteren Welle CS des Bandförderers Über ein kleines auf der Welle CS sitzendes Kettenrad 103, eine Kette 104- und ein großes Kettenrad 105 auf der Welle 106 des Ventils 102 angetrieben. Das Übersetzungsverhältnis von der Welle CS zur Welle 106 kann in irgendeiner geeigneten Weise so geändert werden, daß es ein gewünschtes Verhältnis von Füllstoff zu Hauptzusohlagstoff ergibt. Beispielsweise können auswechselbare Kettenräder mit unterschiedlichen Durchmessern benutzt werden oder ein Riementrieb Bit veränderlichem Übersetzungsverhältnis.

Oberhalb des Ventils 102 ist im Trichter 100 eine Rührvorrioh-

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tung 107 angebracht, die Finger 108 aufv/eist, welche beim Umlaufen der Rührvorrichtung verhindern, daß der Füllstoff Brücken bildet und nicht zum Ventil 102 gelangt. Diese Rührvorrichtung 107 kann von der Welle 106 des Ventils über einen Kettentrieb 109 angetrieben werden.

Die Welle 1 treibt weiterhin auch die Emulsionspumpe EP über einen Kettentrieb 2 an. Die Pumpe EP wird durch eine Rohrleitung 3 mit Asphaltemulsion versorgt und fördert die Emulsion über eine Rohrleitung 4 zum Elnepritzkopf EI. Bei einer vorbestimmten öffnung eines Schiebers 5» der die Zufuhrmenge von Hauptzuschlagstoff zum Förderband C regelt, und einer bestimmten Drehzahl des ZumeBventils 102 bleiben die Anteile von Emulsion, Hauptzuschlagstoff und Füllstoff, die dem Mischbehälter MC zugeführt werden, infolge der festen Antriebsverbindung von Fördereinrichtung und Pumpe EP konstant. Vorzugsweise wird die Brennkraftmaschine ICE derart geregelt, daß sie bei konstanter oder im wesentlichen konstanter Drehzahl arbeitet. Wenn das Verhältnis von Hauptzuschlagstoff zu Emulsion geändert werden soll, kann der Schieber 5 derart eingestellt werden, daß die dem Mischbehälter zugeführte Menge vergrößert oder verkleinert wird, wobei jedoch die Menge an zugeführter Emulsion ungeändert bleibt. Die Menge des zugeführten Tüllstoffes kann in der oben angegebenen Weise geändert werden.

Wie BChon erläutert, hängt die Menge des dem Gemisch zugefUhrten

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Wassers von praktischen Erwägungen ab, wobei von besonderer Wichtigkeit die Feuchtigkeit der Zuschlagstoffe selbst, die Wetterbedingungen und die Zähigkeit dea gewünschten Gemische sind, entsprechend der Art und dem Zustand der zu behandelnden Oberfläche. Die Wasserpumpe WP wird von der Welle 1 über eine Riemenscheibe 7, einen Keilriemen 8 und eine Riemenscheibe 9 mit veränderlichem Durchmesser 9 auf der Wasserpumpenwelle angetrieben· Durch die Einstellung des wirksamen Durchmessers der Riemenscheibe 9 können die erforderlich werdenden Änderungen in der Menge des zugeführten Wassers eingestellt werden· Wie in Figur 5 zu erkennen ist, wird das Wasser der Pumpe WP durch eine Leitung 10 zugeführt und von der Pumpe durch eine Leitung 11 in den Mischbehälter gefördert.

In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Straßenoberfläche vor dem Aufbringen des Gemischs anzufeuchten. Aus diesem Grunde ist an dem Fahrzeug, beispielsweise vor dem Mischbehälter MC (Figur 1), ein Zerstäuberrohr 12 angebracht, das durch eine Zweigleitung 13 mit Wasser versorgt wird, die von der Rohrleitung 11 abzweigt und durch ein Ventil 14 geregelt wird·

Beim Betrieb der Mischvorrichtung werden Zuschlagstoff und und Füllstoff gleichzeitig in eine Eintrittszone RS am vorderen oder linken Ende des Miachbehälters MC eingespeist. Es tritt ebenfalls Wasser hinzu, und zwar entweder als im Zuschlagstoff enthaltenes Wasser, oder durch die Sprühdüse WI.

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Die festen Bestandteile und das Wasser werden dann im vorderen Teil des Behälters MC durch eine Mischeinrichtung MS vorgemischt. Die derart gemischten festen und flüssigen Bestandteile werden dann zu einer Auslieferstelle SS am hinteren Ende des Behälters MC bewegt, wobei über den Sprühkopf EI Asphaltemulsion an einer Stelle zugeführt wird, die nach Figur 1 etwa auf einem Drittel der Länge des Behälters vom vorderen zum hinteren Ende liegt· Das sorgfältig durchgemischte Gemisch wird dann am hinteren Ende durch die öffnung G ausgeliefert. Von besonderer Wichtigkeit ist, daß die Asphaltemulsion mit den festen Bestandteilen nicht in Berührung kommt, bevor diese nicht sorgfältig mit dem bei WI zugeführten Wasser gemischt und dann nach hinten zum Emulsionseinlaß EI bewegt worden sind. Während der Bewegung der Bestandteile und des Gemische aus den Bestandteilen zur Öffnung G hin sind sie verschiedenen Kräften ausgesetzt, die zum Teil das Material nach hinten fördern und es gleichzeitig durchrühren, während andere Kräfte das Material nach vorne zu fördern versuchen, wobei durch das Gegenelnanderarbeiten der Kräfte eine intensive und sorgfältige Rührwirkung erzielt wird, die ein vollständig gemischtes, zähflüssiges Dichtmaterial in einer so kurzen Zeit erzeugt, daß das fertige Gemisch aus der öffnung G ausgestoßen werden kann, ohne daß es im Mischer schon zu einem Brechen gekommen wäre.

Diese Vorteile werden durch die besondere Ausbildung der Mischeinrichtung MS erzielt. Bei der dargestellten Ausführunge-

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form weist die Mischeinrichtung MS eine horizontale Welle !'; auf, die in Lagern 16,16 gelagert i3t, welche in der vorderen bzw. hinteren Wandung 17 bsw. 18 des Mischbehälters MC liegen Der Mischbehälter MC ist mit einem im wesentlichen halbzylim Tischen Unterteil 19 versehen, daa in senkrecht verlaufende Seitenwände übergeht, wie es in Figur 2 jsu erkennen ist. Die Achse der Welle 15 erstreckt sich von der Eintrittszone RS bis zur Ausstoßzone DS und liegt etwa am oberen Ende des hai! zylindrischen Bodenteils 19.

Die Mischeinrichtung MS wird vorzugsweise von der Welle 1 übe., eine mit der Welle 15 verbundene Universalkupplung 20 angetrieben, wobei die Welle in Richtung des Pfeiles A in Figur 1, d.h. von hinten gesehen im Uhrzeigersinn umläuft.

Die Mischeinrichtung MS ist mit einer Mehrzahl von Schaufeln oder Flügeln 21 und 22 versehen, welche längs der Welle 15 etwa schraubenförmig angebracht sind und in radialer Richtung von der Welle abstehen. Die äußeren Enden dieser Schaufeln dienen zum Befestigen eines schraubenförmig angeordneten Bandes 23, das der schraubenförmigen Anordnung der Schaufeln auf der Welle folgt. Die¹ Schraube oder Schnecke 23 besitzt einen solchen Radius, daß sie in der Nähe des Bpdens 19 des Mischbehälter wirksam wird, wobei selbstverständlich ein vernünftiger und sicherer Abstand eingehalten wird. Wenn die Schnecke - von hinten gesehen - im Uhrzeigersinn umläuft, wird sie kontinui. lieh von vorne nach hinten laufen und dabei versuchen» das Ma

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terial 53ur Öffnung G in der Hinterwand des Behälters zu treiben.

Wie sohon oben erwähnt, ist dae Material den Wirkungen von einander entgegenwirkenden Kräften ausgesetzt, um innerhalb einer sehr kurzen Zeit eine sehr innige Vermischung zu erzielen. Αμβ diesem Grunde ist die erste Gruppe von Schaufeln 2I₉ die von der vorderen Wandung 17 des Behälters durch eine erste Zone reicht, die an der Linie Z-Z in Figur 1 endet, so angeordnet, daß die einzelnen Schaufeln um Ihre radialen Achsen derart gedreht sind, daß bei Bewegung der Schaufeln das Material von der Bintrittszone RS nach rechts, d.h. zur Öffnung G hingetrieben wird. Xn gleicher Richtung wirkt auch die Bewegung der Schnecke 23* Die Richtung, in die die erste Gruppe von Schaufeln 21 das Material treibt, ist in Figur 1 durch die Pfeile a an diesen Schaufeln angedeutet. Bas Wasser, das in der Sintrittszone RS durch den Wassereinlaß WI eingeführt wird, läßt sich verhältnismäßig leicht mit den Zuschlagstoffen und dem Füllstoff mischen, so daß, wenn auch die Schaufeln 21 und die Schnecke 23 beide in der gleichen Richtung wirken, der Zuschlagstoff ausreichend und sorgfältig durchfeuchtet ist, bis er die Zone Z-Z erreicht hat.

Sie Schaufeln der zweiten Schaufelgruppe 22 sind jedoch in der anderen Richtung wie die Sohaufeln 21 verdreht. Dementsprechend versuchen diese Schaufeln, die in einer zweiten Zone liegen,

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welche von der Linie Z-Z bis zur Rückwand 18 reicht, da8 Material - wie durc'i die Pfeile b angedeutet - nach vorn zu treiben, entgegen der Richtung, in der daa Material durch die Schnecke 23 und die Schaufeln 21 bewegt v/ird. Das Ergebnis dieser einander entgegenwirkenden Kräfte ist das, daß ein gerader Durchfluß des Gemische vom vorderen zum hinteren Ende verhindert wird, und daß das Gemisch in den verschiedensten Richtungen zurückgewirbelt wird, wie es durch die gekrümmten Pfeile in Figur 1 angedeutet ist. Weiterhin v/ird das Material Innerhalb des Behälters aufgehäuft, wie es die Punktierung in Figur 1 erkennen läßt. Dadurch, daß ein gerader Durchfluß des Materials durch den Mischbehälter verhindert v/ird, werden Schichtung und schlechtes Mischen vermieden, und es wird außerdem, was besonders wichtig ist, die Zeit bedeutend verringert, die zum Herstellen eines zufriedenstellenden Gemische erforderlich ist. Da die Emulsion mittels des Sprühkopfes £1 am hinteren Ende der Zone Z-Z zugeführt wird, kommt sie mit dem Gemisch aus Zuschlagstoffen und Füllstoff erst dann in Berührung, wenn diese sorgfältig angefeuchtet worden sind, so daß ein vorzeitiges Brechen der Emulsion vermieden wird.

Weitere Verbesserungen lassen sich noch erzielen, wenn das Gemisch aus dem Mischbehälter in einer Höhe entnommen wird, die etwa der Höhe des Gemische im Behälter entspricht, und somit weit über dem Boden 19 liegt. Die see Entnehmen an einer höheren Stelle verhindert ein anfängliches fortgesetztes oder

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vereinzeltes Auslaufen eines au flü3si£<en Gemieehs insbesondere dann, wenn der Behälter gekippt if?t, εο daß aas hintere Ende tiefer liegt, wie es beispielsv/eise beim Befahren eines Hügels der Fall ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Entnehmen an einer höheren Stelle dadurch verwirklieht, daß in der hinteren Wand 18 des Behälters eine Öffnung 18a vorgesehen ist, die ein Verschlußteil oder einen "beweglichen Schieber 24 aufweist, der derart am Behälter angebracht ist, daß er in die in den Figuren 1 und 3b dargestellte Stellung nach unten verschoben werden kann, in der das Gemisch über die Oberkante des Schiebers hinweg in einer Höhenlage austreten kann, die wesentlich über dem Boden des Behälters und unterhalb der Oberkante der Öffnung 18a liegt. Der Schieber 24 ist plattenförmig ausgebildet und so angebracht, daß er in seitlichen senkrechten Führungen 25 gleitet, weiche an der Hinterwand 18 des Behälters angebracht sind. Der Schieber 24 ist mit nach oben ragenden Armen £6 versehen, die durch eine Platte 27 miteinander verbunden sind, an der eine Zahnstange 28 sitzt, die mit einem Ritzel 29 kämmt. Das Ritzel ist auf einer Welle 30 angebracht, die mit einem Handrad Jl gedreht werden kann«: Durch die Betätigung des Handrades 31 und der zugehörigen Antriebsmittel wird der Schieber 24 nach Wunsch angehoben oder abgesenkt» Figur 3a zeigt den Schieber in der geschlossenen Stellung, in der er die Öffnung 18a vollständig abdeckt. In den Figuren 1 und 3b 1st der Schieber in der nor-

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malen Betriebsstellung dargestellt» in der das Material in einer Höhe über die Oberkante des Behälters hinwegtreten kann, die wesentlich höhar als der Boden des Behälters liegt Die Austrittsmenge kann entsprechend den Anforderungen durch Verstellung der Höhenlage des Schiebers geändert werden, womit unterschiedlich wirksame Öffnungen oberhalb des Schiebers 24 einstellbar sind. Außerdem läßt sich der Schieber bis in die in Figur 3c dargestellte Stellung anheben, in der ein© Reinigung des Behälters MC mittels Spülwasser vorgenommen werden kann. In diesem Falle ist die Öffnung direkt oberhalb des Bodens des Behälters freigelegt«.

Die Beschreibung des Verfahrens zum Herstellen eines zähflüssigen Dichtmaterials sowie einer Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann, dürfte es dem Fachmann ermöglichen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen. Zur Vervollständigung sei noch erwähnt, daß die dargestellte und bereits mit Erfolg angewendete Mischvorrichtung eine Länge von ca. 1,2 m besitzt, wobei der Schneckendurchmesser 71 cm beträgt und die einzelnen Schaufeln 21 und 22 3e unter 60° zueinander auf der Welle angeordnet sind. Die Steigung der Schnecke beträgt 27,2 cm. Als günstigste Drehzahl der Mischeinrichtung MS haben sich 60 - 80 U/min, ergeben. Selbstverständlich können die angegebenen Abmessungen, Verhältnisse und Drehzahlen entsprechend dem benuteten Material, den Wetterbedingungen und der Art der zu behandelnden Oberfläche abgewandelt werden.

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Bei ;jeder dieser abgeänderten Ausführungsformen sollte jedoch· Gebrauch von den einander entgegenwirkenden Kräften im Mischbehälter und von der Entnahme von höherer Stelle gemacht werden.

Das im vorstehenden erläuterte Verfahren und die in der Zeichnung dargestellte Mischvorrichtung sollen nur als Beispiele dienen, sie lassen sich in vielfältiger Weise abwandeln, ohne daß der Umfang der Erfindung verlassen wird«

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Claims

Patentansprüche:

Ι, Verfahren zur Bildung und 2um Aufbringen einer KaItasphaltmischung für Straßendecken und dgl. aua praktisch gleichmäßig mit Wasser befeuchtetem Zuschlag von teilchenförmigem Material, das grobteiligee und feinteiliges Material umfaßt, mittels eines Mischers, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Wasser befeuchtete Zuschlag schnell mit emulgiertem Asphalt gemischt und dae Gemisch auf die Oberfläche aufgebracht wird, während ee das gesamte grobteilige Material, feinteilige Material, Wasser und den emulgierten Asphalt enthält, wobei der Zuschlag und der emulgierte Asphalt derart wechselseitig miteinander in Beziehung stehende Eigenschaften nach dem Zusammenmischen aufweisen, daß ein schnelles chemisches Brechen (Haltepunkt) erfolgt und die Mischzeit geringer ist als die Zeitspanne für das Auftreten des chemischen Brechens, das erst nach dem Aufbringen des Gemisches auf die Oberfläche erfolgt.

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den mit Wasser befeuchteten Zuschlag, der ein fein teiliges oder oberflächenaktives Material enthält, das kleiner als 74 ji ist und zu 98 £ kleiner als 44 )i ist, rasch die Asphaltemulsion eingemischt und die homogene Deckenmieohung vor dem Brechen der Emulsion auf die abzudichtende Oberfläche aufgebracht wird.

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Unterlagen {Art 7 § I At». 2 Nr. l Satz 3 des Änderungsges. v. 4.9.196/.

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3» Verfahren nash Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des feinteiligen Materials in der Größenordnung von 0„5 - 5₉O Gew.^ dee Zuschlags liegt ο

4ο Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das V/asser dem Gemisch auf etwa dem ersten Drittel seines Weges durch den Mischbehälter zugesetzt und die Asphalteraulsion den Materialien erst beim Durchwandern der letzten zwei Wegdrittel zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche_f dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien mittels Fördermittel (23) durch den Behälter befördert werden und zusätzliche Fördermittel (21) die Förderung der Materialien durch das erste Drittel der Behälterzone unterstützen, und das der Bewegung der Materialien durch die verbleibende Behälterzone entgegenwirkende Fördermittel (22) die Materialien im Behälter in entgegengesetzter Richtung zu bewegen suchen«

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Mischbehälter (MC), der einen Beschickungsbereich (RS) für das Material und einen Austragungsbereich (DS) für das Gemisch hat, die beide in horizontaler Richtung im Abstand voneinander liegen, einer innerhalb des Mischbehälters befindlichen Vorrichtung (23, 21, 22) zum Vermischen der Materialien, die das gemischte Mate-

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rial horizontal durch den Behälter sur Entnahmeöffnung (G) hin fördert» einer Vorrichtung (C) sum Zuführen von grobteiligem, stückigem Material und oiner getrennten Zuführvorrichtung (102) zum Einbringen von feinteiligem Material, wobei die beiden Zuführvorrichtungen (C, 102) in einem vorbestimmten Verhältnis der Liefermengen betrieben werden können, sowie einer Einapeisungsvorrichtung (EI) für die Asphaltemulsion»

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Misch- und Förderglied (23) durch eine Schnecke und das zweite (21) und das dritte Misch- und Förderglied (22) durch entgegengesetzt geneigt angeordnete Schaufeln gebildet werden.

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