DE1769458A1

DE1769458A1 - Process for the production of whitening additives for existing bitumen pavements

Info

Publication number: DE1769458A1
Application number: DE19681769458
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Engel
Original assignee: MINERALWERK CAMBERG ENGEL KG
Current assignee: MINERALWERK CAMBERG ENGEL KG
Priority date: 1968-05-27
Filing date: 1968-05-27
Publication date: 1971-08-26
Also published as: AT293937B; NL6907594A; FR2009374A1; BE733646A

Description

"Verfahren zur Herstellung von der Aufhellung dienenden Zuschlagstoffen für aus Bitumen bestehende Straßenoder Fahrbahndecken¹¹ "Process for the production of whitening additives for road or carriageway pavements consisting of bitumen ¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von der Aufhellung dienenden Zuschlagstoffen für aus Bitumen bestehende Straßen- oder Fahrbahndecken.The invention relates to a method for the production of whitening additives for existing bitumen road or carriageway pavements.

Die Decken von Straßen- und Fahrbahnen, die einer hohen Beanspruchung bei hoher Geschwindigkeit unterliegen, beispielsweise die Fahrbahndecken von Autobahnen und Start- und Landebahnen für Flugzeuge wurden bisher au3 Beton hergestellt. Derartige aus Beton bestehende Decken genügen den für hochbeanspruchte Fahrbahnen geeigneten Bedingungen, da sie eine helle Farbe, die erforderliche Druckfestigkeit, Frostbeständigkeit und Abriebfestigkeit aufweisen. Die Herstellung und vor allem die erforderliche Reparatur dieser Decken ist jedoch sowohl hinsichtlich des Arbeitsaufwandes als auch hinsichtlich der Kosten recht erheblich. Die Herstellung dieser Decken erfolgt in derThe ceilings of streets and carriageways that are subject to high stress at high speeds, for example the pavements of motorways and take-off and landing runways for aircraft were previously au3 Concrete made. Such ceilings made of concrete are sufficient for those suitable for highly stressed roadways Conditions as they have a light color, the required compressive strength, frost resistance and abrasion resistance exhibit. The manufacture and, above all, the necessary repair of these ceilings is, however, both in terms of Workload as well as in terms of costs quite considerable. The production of these blankets takes place in the

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Für dos Auftrogivarhälfnii gilt dl« Gebührenordnung tier Deuisdien Patentamva!tsfcumii>?rFor dos Auftrogivarhälfnii the "Fee schedule tier Deuisdien Patentamva! Tsfcumii>? R

Berlin - Charlollenburg - Gs*r.räeie om F»n'.orech«' hai »ί k^inu ■■.. Berlin - Charlollenburg - Gs * r.räeie om F »n'.orech« 'hai »ί k ^ inu ■■ ..

Sankkonto : Berliner Bank AQ., Bsriin IB, Dop-Ktsä'i λα, Guokoni: Nr. Qy ;-, Sank account: Berliner Bank AQ., Bsriin IB, Dop-Ktsä'i λα, Guokoni: No. Qy; -,

Weise, daß auf der Fahrbahn aneinander anschließende, plattenartige Betonkörper hergestellt werden, zwischen denen mit Asphalt ausgefüllte Trennfugen vorhanden sein müssen. Die Herstellung derartiger Betonbeläge ist relativ aufwendig und teuer. Wenn in einer solchen Decke nach längerer Benutzungszeit die unvermeidlichen Beschädigungen auftreten und die Decke repariert werden muß, ist es erforderlich, die einzelnen Betonplatten vollkommen zu entfernen und an ihrer Stelle neue Platten von Grund auf auf die Fahrbahn aufzubringen, da ein Ausbessern der beschädigten Stellen allein bei Betondecken nicht möglich ist.Way that adjoining plate-like concrete bodies are produced on the roadway between where there must be parting lines filled with asphalt. The production of such concrete coverings is relatively complex and expensive. If in such a blanket after a long period of use The inevitable damage occurs and the ceiling needs to be repaired, it is necessary that to completely remove individual concrete slabs and replace them with new slabs from scratch To apply the roadway, since it is not possible to repair the damaged areas with concrete ceilings alone is.

Wegen dieses bei Betondecken erforderlichen hohen Arbeits- und Kostenaufwandes ist man in jüngerer Zeit dazu übergegangen, anstelle von Betondecken solche auf Bitumenbasis zu verwenden, da sowohl die ursprüngliche Herstellung, vor allem aber die erforderliche Reparatur wesentlich schneller und kostensparender ist, da die beschädigten Stellen ohne Schwierigkeiten durch Ausfüllen mit Bitumen ausgebessert werden können. Bei der Herstellung derartiger aus Bitumen bestehender Decken stellt sich aber, wenn diese für hochbeanspruchte Straßen-und für Start- und Landebahnen verwendet werden sollen, ein Hauptproblem, das in der schwarzenBecause of this high work and expense required for concrete ceilings, it is more recent switched to using bitumen-based ceilings instead of concrete ceilings, as both the original Production, but above all the necessary repairs, is much faster and more cost-effective because the damaged areas can be repaired without difficulty by filling them with bitumen. In the Production of such ceilings made of bitumen arises, however, if they are for highly stressed Roads and runways to be used, a major problem that occurs in the black

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Farbe des Bitumens liegt. Bei hochbeanspruchten Straßen oder Bahnen besteht die notwendige Forderung, daß der Belag so hell wie möglich sein muß, um die bei schnellen Geschwindigkeiten erforderlichen zuverlässigen Sichtverhältnisse zu schaffen. Ein Bitumenbelag bietet auf Grund seiner schwarzen Farbe keine einwandfreien Sichtverhältnisse, insbesondere dann nicht., wenn die Fahrbahn naß ist, da dann unvermeidliche Blendwirkungen auftreten. Besonders nachteilig ist die schwarze Farbe der Fahrbahndecken bei liacht, da der Fahrer die Fahrbahn wegen ihrer schwarzen Farbe nicht von der Umgebung unterscheiden kann. Um diesem Problem Rechnung zu tragen, hat man schon versucht, die Bitumendecke dadurch aufzuhellen, daß man aus Gestein heller Färbung bestehende Zuschlagstoffe in Splittform auf die Fahrbahn aufbringt. Hierzu wurden bisher ausschließlich naturgewachsene Gesteine verwendet, die in Splittform aufgebrochen -wurden. Alle diese aus naturgewachsenen Gesteinen hergestellten Splitte haben jedoch nicht in vollem Umfange befriedigt, da sie nicht die an einen solchen Zuschlagstoff zu stellenden Forderungen genügen. Ein Zuschlagstoff für eine DecKe aus Bitumen muß die erforderliche helle Farbe aufweisen, um die Fahrbahn aufzuhellen. Der opiitt muß weiterhin eine ausreichende Druckfestigkeit von 300 bis b50 kg besitzen bei einer geringen «asseraufn&lun·.. unterhalb 4 /°,Color of the bitumen. In the case of highly stressed roads or railways, there is a requirement that that the covering must be as light as possible in order to provide the reliable level required at high speeds To create visibility. Due to its black color, bitumen paving offers none Perfect visibility, especially not when the road is wet, as this is unavoidable Glare effects occur. The black color of the pavement is particularly disadvantageous at liacht, da the driver cannot distinguish the road from its surroundings because of its black color. To this To take into account the problem, attempts have already been made to lighten the bitumen ceiling by turning off Lighter colored rock applies existing aggregates in the form of chippings to the roadway. For this were So far only naturally grown rocks have been used, which have been broken up into chippings. All However, these grit produced from naturally grown rocks have not been fully satisfactory because they do not meet the requirements to be placed on such an aggregate. An aggregate for a ceiling made of bitumen must have the required light color to lighten the road surface. The opiitt must continue sufficient compressive strength of 300 to 50 kg have a low water intake below 4 / °,

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um die Frostbeständigkeit der Fahrbahn zu gewährleisten. Außerdem' muß der Splitt eine ausreichende Abriebfestigkeit besitzen, um der Fahrbahndecke' die erforderliche Rauhigkeit zu geben. Schließlich muß der Splitt sich mit dem Bitumen physikalisch eng verbinden, damit er durch die Beanspruchungen nicht aus der Fahrbahndecketo ensure the frost resistance of the road. In addition, the chippings must have sufficient abrasion resistance to give the road surface the required roughness. Finally, the grit has to be physically closely connect with the bitumen so that it does not come out of the road surface due to the stresses

^ gelöst werden kann. Von den bisher verwendeten Splitten scheidet der Basaltsplitt von vornherein aus, da er der Fahrbahn keine Aufhellung geben kann. Außerdem hat man ^uarzitsplitt und Kies verwendet, die aber ebenfalls nicht befriedigen, da sie auf Grund ihrer Glattflächigkeit keine einwandfreie physikalische Verbindung mit dem Bitumen eingehen können. Bei derartigen mit Quarzitsplitt oder mit Kies ausgestatteten Fahrbahndecken wird durch die Fahrbeanspruchung dieser Zuschlagstoff wegen seiner geringen physikalischen Bindung an das Bitumen^ can be solved. From the splits used so far the basalt chippings are eliminated from the outset, as they cannot lighten the road surface. Besides, one has ^ uarzite chippings and gravel are used, but these are also unsatisfactory because they are due to their smooth surface cannot enter into a perfect physical connection with the bitumen. For those with quartzite grit or road pavement equipped with gravel is due to the traffic load of this aggregate its low physical bond with the bitumen

w sehr schnell aus der Fahrbahndecke herausgerissen. Hierbei entstehen bei längerer Benutzungszeit auch Schaden an der Bitumendecke selbst, da nach dem Herausreißen des Splittes auch leile der Bitumendecke abgelöst werden. Ein weiteres Material ist ein dänisches Gestein, das unter dem Namen "Sinopal" bekannt ist. Dieses Gestein kann schon aus Kostengründen nur in sehr geringem Umfange eingesetzt werden. Außerdem ist es als Zuschlagstuff für Bitumendecken nicht geeignet, da es eine zu w torn out of the road surface very quickly. This also causes damage to the bitumen cover itself over longer periods of use, since parts of the bitumen cover are also detached after the chippings have been torn out. Another material is a Danish rock known as "Sinopal". This rock can only be used to a very limited extent for reasons of cost. In addition, it is not suitable as an additive for bitumen ceilings, as it is too

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geringe Druckfestigkeit besitzt und infolgedessen die mit diesem Zuschlagstoff ausgestattete Fahrbahndecke in ihrer Haltbarkeit sehr begrenzt ist. Außerdem liegt die Wasseraufnahme dieses Zuschlages oberhalb der zulässigen Grenze, so daß sich das Auftreten von Frostaufbrüchen nicht vermeiden läßt. Bei einer mit diesem Zuschlagstoff ausgestatteten Fahrbahndecke treten demzufolge bei längerer Benutzung unter Wirkung der Fahrbeanspruchung Absprengungen und Auslösungen aus der Fahrbahn auf, die zu einer vorzeitigen Zerstörung und einer ständig zunehmenden Verminderung der Aufhellung der Fahrbahnoberfläche führen. Die bekannten Splitte müssen wegen ihres Preises in einem Umfange verwendet werden, der so gering wie möglich ist. Aus diesem Grunde werden diese Splitte auf die aus Bitumen ausgebildete Fahrbahndecke aufgestreut und durch einen nachträglichen V/alzvorgang in die Bitumendecke eingearbeitet.has low compressive strength and as a result the pavement equipped with this aggregate is very limited in its durability. aside from that If the water absorption of this surcharge is above the permissible limit, so that the occurrence of frost breakouts cannot be avoided. In the case of a road surface equipped with this aggregate consequently, during prolonged use under the effect of driving stress, blasts and releases occur from the road, leading to premature destruction and a steadily increasing reduction the lightening of the road surface. The well-known splits have to be rolled into one because of their price Scope should be used that is as small as possible. For this reason, these chippings are based on those made of bitumen formed road surface and sprinkled into the bitumen surface by a subsequent rolling process incorporated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei aus Bitumen hergestellten Fahrbahndecken diese durch die bekannten, aus naturgewachseneη Gesteinen bestehenden üplfite bedingten Nachteile au vermeiden und ei nc ti Z-. -■-■·:■ h ι u,^ -^; to.f f au schaffen, der in befriedigender Weise ßäi:;;J.:l';r>;>;· :n uteilenden. Bedingungen genügt, dor aiso aü= --y. ., ;-L - .1 -■■ ·..;■The invention is based on the object of avoiding these disadvantages caused by the known overgrown stones consisting of naturally grown stones in road pavements made from bitumen and avoiding such disadvantages . - ■ - ■ ·: ■ h ι u, ^ - ^; to.ff au create that in a satisfactory way ßäi: ;; J.:l';r>;>;· : n uteilenden. Conditions suffice, where aiso aü = --y. .,; -L - .1 - ■■ · ..; ■

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Färb· bestitz, um den geforderten Aufhellungseffekt zu erzielen, der außerdem eine geeignete Druckfestigkeit in der Größenordnung von 300 bis 650 kg aufweist, dessen Wasseraufnähme unterhalb der kritischen Grenze von 4 # liegt, und der sich auf Grund seiner Oberflächenausbildung physikalisch einwandfrei mit dem Bitumen verbindet, der also eine unregelmäßige und kantige Oberflächenausgestaltung aufweist, und der schließlich die erforderliche Abriebfestigkeit besitzt, um der Fahrbahndecke die erforderliche Rauhigkeit zu geben.Dyeing to achieve the required lightening effect which also has a suitable compressive strength of the order of 300 to 650 kg, its water absorption below the critical limit of 4 #, and which, due to its surface structure, is physically flawless with the Bitumen connects, which therefore has an irregular and angular surface design, and the finally has the necessary abrasion resistance to give the pavement the required roughness.

Die Anmelderin hat erkannt, daß sich ein derartiger Zuschlagstoff dadurch herstellen läßt, daß hellfarbige, vorzugsweise weiß- oder grau-weiß-brennende Mineralien, z.B. keramische Tone, weiße Devon-Schiefer und/oder weiß- oder hellbrennende Quarzsande, vorzugsweise Quarzsande mit Gehalten von 50 bis 90 * Kieselsäure (SiP₂) und 10 bis 25* Tonerde (AIpO,) und maximal 2 * Eisen bei Temperaturen zwischen 1.000 und 1.400° C gesintert und anschließend auf Korngrößen von wenigstens 2 mm aufgebrochen werden. Bei der Sinterung von keramischen Tonen und Senden mit den angegebenen Prozentgehalten an SiO₂, Al₂O. und Eisen ergibt sich ein künstliches Gestein, das sich in üblichen Brechwerken auf die erforderliche Korngröße aufbrechen läßt. Dieses künstliche aufgebrochene Gestein besitzt die erforderliche helle Färbung, um der FahrbahndeckeThe applicant has recognized that such an aggregate can be produced by using light-colored, preferably white or gray-white-burning minerals, for example ceramic clays, white Devonian slate and / or white or light-burning quartz sands, preferably quartz sands with contents of 50 to 90 * silica (SiP ₂ ) and 10 to 25 * alumina (AlpO,) and a maximum of 2 * iron are sintered at temperatures between 1,000 and 1,400 ° C and then broken down to grain sizes of at least 2 mm. When ceramic clays are sintered and sent with the specified percentages of SiO ₂ , Al ₂ O. and iron, an artificial rock results which can be broken up to the required grain size in conventional crushing mills. This artificial broken rock has the required light color to make the road surface

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den notwendigen Aufhellungseffekt zu geben. Die Druckfestigkeit liegt in den zu fordernden Grenzen, die Prostbeständigkeit liegt unterhalb 4 i°\ die Oberflächenform des Kornes ist unregelmäßig und kantig, so daß eine einwandfreie physikalische Vorbindung mit dem Bitumen gewährleistet ist. Das Korn weist auch die erforderliche Abriebfestigkeit auf, so daß die Rauhigkeit der Fahrbahndecke ständig erhalten bleibt. Die mit den erfindungsgemäß hergestellten Zuschlagstoffen versehene Bitumendecke ist frostbeständig und abriebfest. Die Rauhigkeit der Fahrbahndecke kann durch entsprechende Wahl der Korngröße den jeweils gestellten Forderungen angepaßt werden. Je höher die Korngröße ist, eine desto größere Rauhigkeit weist die Fahrbahndecke auf. Man kann daher das aufgebrochene, gesinterte Material nach Korngrößen klassifizieren, beispielsweise nach Korngrößen zwischen 2 und 5 mm, zwischen 5 und ο mm und zwischen ^ und 12 mm,*wobei mander Fahrbahndecke durch Zusatz, des Zuschlagmateriais in der jeweils angepaßten Korngröße die jeweils gewünschte Rauhigkeit verleihen kann. Die mit den nach der Erfindung hergestellten Zuschlagstoffen ausgestattete Fahrbahndecke befriedigt sämtliche gestellten Bedingungen in einwandfreier Weise und läßt sich auf einfache weise bei aufgetretenen Schaden reparieren wegen der hohen Standfestigkeit der Fahrbahndecke ist eine lange Betriebszeit ohne auftretende Beschädigungen gewährleistet.to give the necessary lightening effect. The compressive strength is within the required limits, the prosthesis resistance is below 4 ° \ the surface shape of the grain is irregular and angular, so that a perfect physical pre-binding with the bitumen is guaranteed. The grain also has the necessary abrasion resistance, so that the roughness of the road surface is constantly maintained. The bitumen cover provided with the aggregates produced according to the invention is frost-resistant and abrasion-resistant. The roughness of the road surface can be adapted to the respective requirements by selecting the grain size accordingly. The larger the grain size, the greater the roughness of the road surface. You can therefore classify the broken up, sintered material according to grain sizes, for example according to grain sizes between 2 and 5 mm, between 5 and ο mm and between ^ and 12 mm, * whereby mander road surface by adding the aggregate material in the respective adapted grain size the desired in each case Can impart roughness. The pavement equipped with the aggregates produced according to the invention satisfies all the conditions in a perfect manner and can be easily repaired in the event of damage.

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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zuschlagmaterial kann wie bisher auf die Bitumendecke aufgestreut und nachträglich eingewalzt werden. Da aber die Material- und Herstellungskosten sehr niedrig liegen und nur einen Bruchteil des heute bevorzugt verwendeten Gesteins unter der Bezeichnung "Sinopal" ausmachen, besteht die Möglichkeit, ohne wesentliche Kostenerhöhurj den Zuschlagstoff in einem geeigneten Prozentverhältnis dem flüssigen Bitumen beizumischen und das Gemisch in üblicher Weise zu einer Fahrbahndecke zu verarbeiten, wodurch das nachträgliche Einwalzen eines aufgestreuten Zuschlagmaterials überflüssig wird. Der Prozentgehalt bestimmt sich nach dem jeweils gewünschten Aufhellungseffekt. Eine befriedigende Aufhellung wird bereits bei Zugabe des Zuschlagstoffes in einem Mengenanteil von 20 bis 25 "Jo erreicht. Es können jedoch auch wesentlich höhere Anteile zugegeben werden, wenn eine besonders helle Fahrbahn verlangt wird.The aggregate material produced by the method according to the invention can be sprinkled onto the bitumen surface as before and then rolled in. However, since the material and production costs are very low and only make up a fraction of the rock used today under the name "Sinopal", it is possible to mix the aggregate in a suitable percentage ratio with the liquid bitumen and the mixture in the usual way without significant cost increases to be processed into a road surface, which makes the subsequent rolling in of a scattered aggregate material superfluous. The percentage is determined by the desired lightening effect. Satisfactory lightening is achieved by adding the aggregate in a proportion of 20 to 25 "Jo . However, significantly higher proportions can also be added if a particularly bright roadway is required.

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung von der Aufhellung dienenden Zuschlagstoffen für aus Bitumen bestehende Straßenoder Fahrbahndecken, dadurch gekenn« ze i c hne t, daß hellfarbige, vorzugsweise weiß- oder grau-weiß-brennende Mineralien, z.B. keramische Tone, weiße Devon-Schiefer und/oder weiß- oder hellbrennende Quarzsande, vorzugsweise Quarzsande mit Gehalten voa 50 bis 90 % Kieselsäure (SiO₂) und 10 bis 25 % Tonerde, (Al₂O₅) und maximal 2 i» Eisen bei Temperaturen zwischen 1.000 und 1.400° C gesintert und anschließend auf Korngrößen von wenigstens 2 mm aufgebrochen werden.1. A process for the production of aggregates used for lightening for existing bitumen road or lane pavements, characterized in that light-colored, preferably white or gray-white burning minerals, such as ceramic clays, white Devonian slate and / or white or bright burning quartz sand, preferably quartz sand with contents VOA 50 to 90% silica (SiO ₂₎ and 10 to 25% alumina (Al ₂ O ₅₎ and a maximum of 2 i "iron at temperatures of 1000 to 1400 ° C sintered and then be broken up to grain sizes of at least 2 mm.

2. Verfahren zur Herstellung eines Straßen- oder Fahrbahnbelages unter Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten Zuschlagstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe in einem geeigneten Mengenverhältnis, vorzugsweise wenigstens 20 i» dem flüssigen Bitumen beigemischt werden und das Gemisch ..in üblicher Weise zu dem Straßen- oder Fahrbahnbelag verarbeitet wird.2. A method for producing a road or road surface using the aggregates produced according to claim 1, characterized in that the aggregates in a suitable proportion, preferably at least 20 I » are added to the liquid bitumen and the mixture .. in the usual way to the Road or road surface is processed.

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