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Bindemittel zur Herstellung dünnschichtiger Asphaltbeläge Die Erfindung
betrifft ein Bindemittel zur Herstellung dünnschichtiger Asphaltbeläge.
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Bituminöse Verschleißschichten werden üblicherweise in Schichtstärken
von ca. 80 kg/qm und mit einem Bindemittelgehalt von ca. 6,5 Gew.-% hergestellt.
Als Bindemittel werden Destillatbitumen der Penetration 65 bis 200 verwendet.
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Die Mineralzusammensetzung stellt ein fip7itt-Sand-FAller-Gemisch
dqr Rornabstufung 0/8 mm oder 0/12 mm mit relativ hohem Spltttanteíl dar. Solche
Beläge ergeben gute Stabilität und aßsreichende Griffigkeit, Sie haben aber den
Nachteil, daß sie wegen des Grobkorns unterhalb einer Schichtstärke von 80 kg/qm
(entsprechend einer Einbauhöhe von etwa 4 bis 5 cm) nicht eingebaut werden können,
was bei den zur Zeit üblichen Betonrandplatten eine Erhöhung der Randbefestigung
und
bei Stadtstraßen außerdem eine Erhöhung aller Armaturenschächte gleichzeitig mit
dem Einbau notwendig macht. Hinzu kommt, daß die verwendeten Destillatbitumen bei
Temperaturen unter OOC schon spröde werden und deshalb den erhöhten Straßenbelastungen
im modernen Winterverkehr mit Spikes und Tausalzbehandlung der Decke nur noch bedingt
gewachsen sind.
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Um den Schwierigkeiten bezüglich der Einbauhöhe zu begegnen, wurden
die sogenannten Mikrobeläge entwickelt, die bei ausschließlicher Verwendung von
Brech- und Rundsanden bis maximal 3 mm Korngröße in Stärken ab 20 kg/qm und bei
Mit-Verwendung von Splitt 2/5 mm in Stärken ab 30 kg/qm eingebaut werden können.
Dies entspricht ungefähr einer Einbauhöhe von 1 bis 2 cm. Diese Dünnbeläge kühlen
beim Einbau rasch aus und verlangen deshalb ein weiches Bindemittel, das eine ausreichende
Verdichtung des Mischgutes auch noch bei Temperaturen unter 1000C ermöglicht. Üblicherweise
werden deshalb als Bindemittel Destillatbitumen verwendet, die mit Flux-Ölen, insbesondere
mit hochsiedenden Teerölen, auf Penetrationen von 300 bis 1000 zurückgestellt werden.
Zur besseren Verteilung des Bindemittels auf dem feinkörnigen Material werden meistens
auch noch kationaktive Benetzungsmittel,
die gleichzeitig als Haftmittel
wirken, in geringen Mengen zugesetzt. Diese Bindemittel ergeben bei einem Anteil
von 7,5 bis 8 Gew.-% im Mischgut ausreichend verdichtbare Dünnbeläge, die auch genügend
flexibel bleiben, wenn Fluxmittel mit geringem Verdunstungsverlust zur Herstellung
der Bindemittel verwendet werden. Der Nachteil ist aber, daß die gefluxten Destillatbitumen
bei sommerlichen Temperaturen der Asphaltdecke von 40 bis 60 0C zu weich werden
und die Beläge deshalb zum Schwitzen'und zur Oberflächenglätte neigen.
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Um dem Erweichen bei sommerlichen Temperaturen zu begegnen, ist in
der deutschen Auslegeschrift 1 194 310 bereits vorgeschlagen worden, entsprechend
härtere BituRensorten der Penetration 15 bis 45 mit hochsiedenden Anteilen des Steinkohlenteers,
welche zum überwiegenden Teil über 3500C destillieren, zu verschneiden. Diese hochsiedenden
Anteile des Steinkohlenteers sollen in Mengen bis zu höchstens 30 % im Bindemittel
enthalten sein. Durch diese Lehre wird zwar erreicht, daß die mit diesen Gemischen
hergestellten Asphaltdecken bei sommerlichen Temperaturen nicht zu weich werden,
jedoch wird nun ein unzulässiges Erhärten bei winterlichen Temperaturen festgestellt.
In dieser Ausiegeschrift wird die Verwendung von geblasenem Bitumen abgelehnt, da
durch
das Blasen die Bindemitteleigenschaften verschlechtert werden sollen.
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Aus der deutschen Auslegeschrift 1 240 773 ist ferner die Verwendung
eines Gemisches aus a) 50 bis 96 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, eines oxydierten,
vorzugsweise geblasenen Bitumens mit einer Penetration von 10 bis 5G mm, einem Penetrationsindex
von wenigstens + 2 und einem Erweichungspunkt von wenigstens 650C und b) 4 bis 50
Gew.-% eines öls aus Erdöl mit einem Siedeanfang von wenigstens 3600C und vorzugsweise
mit einem 50 t^-Destillationspunkt von 400 bis 6000C als Bindemittel für Straßendecken
bekannt. Geblasene Bitumen unterscheiden sich von Destillatbitumen bekanntlich dadurch,
daß sie einen höheren Penetrationsindex haben, d.h.
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daß ihre Viskosität bei steigender Temperatur nicht so rasch fällt.
Fluxt man ein solches geblasenes Bitumen mit Mineralöl auf Penetrationen um 200
zurück, so bleibt der höhere Penetrationsindex erhalten und man erreicht die notwendige
Kälteplastizität bei gleichzeitig ausreichender Standfestigkeit des Belags im normalen
Temperaturbereich.
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Die verringerte Temperaturabhängigkeit der Viskosität bedingt aber
ungenügende Verdichtungswilligkeit des Belags
im Bereich der Einbautemperaturen,
also zwischen 80 und 0 120 C. Ein solches Bindemittel mag zur Herstellung von Asphaltbelägen
in normaler Schichtstärke verwendbar sein.
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Es ist jedoch zur Herstellung der sogenannten Mikrobeläge ungeeignet.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Bindemittel
zu schaffen, welches insbesondere zur Herstellung von Mikrobelägen geeignet ist
und das weder bei sommerlichen Temperaturen zu weich noch bei winterlichen Temperaturen
zu hart wird, das aber andererseits die Herstellung von Mischgut gestattet, das
bei 80 bis 1200C verdichtbar ist.
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Uberraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Summe dieser Eigenschaften
einem Bindemittel innewohnt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus einer
Mischung von geblasenem Bitumen mit einem Penetrationsindex von mindestens + 3 und,
bezogen auf Bindemittel, 15'bis 30 Gew.-% eines Gemisches aus Steinkohlenteerpech
und Steinkohlenteeröl eines 0 Siedebeginns > 280 C besteht.
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Das Gemisch aus Steinkohlenteerpech und Steinkohlenteeröl kann entweder
dadurch erhalten werden, daß man Steinkohlenteerpech mit Teerölen eines Siedebeginns
> 2800C z.B. im Verhältnis 1 : 1 mischt oder daß man Rohteer bis zum gewünschten
Siedebeginn ausdestilliert.
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Der Gehalt an Steinkohlenteerpech und Steinkohlenteeröl im Bindemittel
soll erfindungsgemäß 15 bis 30 Gew.-, bezogen auf Gesamtbindemittel, betragen. Er
wird zweckmäßigerweise so hoch wie möglich gewählt und durch die Mischbarkeit von
geblasenem Bitumen und Steinkohlenteer begrenzt.
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Das geblasene Bitumen soll einen Erweichungspunkt, gemessen mit Ring
und Kugel, von 60 bis 900C haben. Hieraus ergibt sich bei einem Penetrationsindex
von + 3 eine Obergrenze für die Penetration bei 25 0C von etwa 100 und eine Untergrenze
von etwa 15.
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Das erfindungsgemäße Bindemittelgemisch zeigt überraschend gute Kälteplastizität
und gute Standfestigkeit im normalen Temperaturbereich und ist im Temperaturbereich
der Verarbeitung ausreichend dünnflüssig, um ein bequemes Mischen und Einbauen zu
ermöglichen. Außerdem bedingt der hohe Teerzusatz eine gute Benetzung der Mineralien
und eine verringerte Wasserempfindlichkeit, so daß der Zusatz besonderer Benetzungs-
und Haftmittel nicht unbedingt notwendig ist.
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Der Gegenstand vorliegender Erfindung soll durch das folgende Beispiel
noch näher erläutert werden:
Beispiel 75 Gewichtsteile eines geblasenen
Bitumens vom Erweichungspunkt 75 0C (gemessen mit Ringbund Kugel) und der Penetration
von ca. 45 werden mit 25 Gewichtsteilen eines präparierten Teers, bestehend aus
50 Gew.-% Steinkohienteerpech vom Erweichungspunkt 55°C (bestimmt nach Krämer-Sarnow)
und 50 Gew.-% Steinkohlenteeröl vom Siedebereich 280 bis 4000C gemischt. Man erhält
ein Bindemittel der Penetration um 200.
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8,4 Gewichtsteile dieses Bindemittels werden mit 100 Gewichtsteilen
Mineralgemisch, bestehend aus 40 Gew.-% Splitt 2/5 mm, 30 Gew.-% Brechsand 0/2 mm,
20 Gew.-% Grubensand und 10 Gew.-% Füller, auf einer üblichen Mischanlage für Asphaltbeton
gemischt. Das erhaltene Mischgut wird mit einem normalen Schwarzdeckenfertiger in
einer Schichtstärke von durchschnittlich 35 kg/qm und mit einer Temperatur von ca.
1200C eingebaut, wobei mit je einer Glattradwalze und einer Gummiradwalze bei Temperaturen
um 80 bis 1000C verdichtet wird. Es ergibt sich ein Belag, der bei einer durchschnittlichen
Marshall-Stabilität um 800 ein Porenvolumen von 2 bis 3 % aufweist.