DE2163251B2 - Verfahren und Zusatzvorrichtung zum Herstellen eines Gummiasphaltbetons in einer bereits vorhandenen Asphaltmischanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gummiasphaltbetons in einer üblichen Anlage zur Bereitung von Asphalt durch Einmischen von Gummimaterial in flüssiger Form in schmelzflüssiges Bitumen und weiteres Vermischen mit erwärmten mineralischen Zuschlagstoffen.

Die Verwendung von Gummi enthaltendem Bitumen zur Herstellung von Mischungen für Straßenbeläge ist bereits bekannt.

Sowohl aus Versuchen wie auch aus praktischen Arbeiten ist bekannt, daß Gummiasphaltbetone physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen, durch die sie dem üblichen Asphaltbeton überlegen sind. Durch die bessere Zähigkeit und den besseren Zusammenhalt, der sich aus dem Zusatz von Gummi ergibt, erhält man folgende Verbesserungen:

' a) Der Widerstand gegen Abrieb und Alterung der Oberfläche der aus Gummiasphaltbeton bestehenden Straßendecke wird merklich verbessert.

b) Der Widerstand gegen Stoß und Veformung wird wegen der günstigen Elastizität verbessert.

c) Eine Rißbildung wird verhindert oder merklich vermindert

d) Eine Versprödung in der Kälte wird beseitigt.

e) Die Oberfläche der Straßendecke wird rutschfest.
¹' f) Die Straße wird wasserfest.

Diese vorteilhaften Eigenschaften des Gummiasphaltbetons sind insbesondere in kalten Gegenden von Interesse, wo Gefahr besteht, daß die Straßenbelä-

_'o ge leicht durch eine Versprödung in der Kälte beschädigt oder durch Schneeketten zerstört werden.

Wenn Ausbesserungsarbeiten erforderlich sind, insbesondere wenn eine abgefahrene Straßendecke erneuert werden soll, dann ist es bequem und wünschenswert,

:> auf solche Straßen eine sehr dünne Lage eines Gummiasphaltbetons aufzubringen, die die obenerwähnten günstigen Eigenschaften hat. Eine solche dünne Lage könnte mit den bekannten Asphaltbetonen nicht hergestellt werden.

in Da Gummiasp^altbetone für die Herstellung von Straßenbelägen gut brauchbar sind, wurden schon lange Versuche unternommen, um Gummiasphaltbetone für Straßendecken herzustellen, und es sind verschiedene Methoden bekannt.

Γ; Nach einer dieser Methoden wird ein Gummiasphaltbeton in einem Standkessel einer Mischanlage hergestellt, während nach einem anderen Verfahren Latex in eine in einem Mischer enthaltene Bitumenmischung eingesprüht wird.

4(i Bei dem ersten Verfahren wird der Gummiasphaltbeton dadurch hergestellt, daß man Gummi einem geschmolzenen Bitumen zusetzt und dann wird die so vorbereitete Mischung zu einer Mischanlage transportiert, wobei der Transport üblicherweise in Fässern oder

4) manchmal auch in Tankwagen erfolgt. In der Mischanlage wird die Gummi-Bitumen-Mischung dann wieder in einem Kessel erwärmt und geschmolzen oder die Mischung wird direkt so hergestellt, daß man Gummi in schmelzflüssiges Bitumen gibt, das in einem Kessel der

κι Mischanlage enthalten ist.

Anschließend wird erwärmter Zuschlag in den Mischer gegeben und man erhält schließlich den Gummiasphaltbeton.

Seit langem sind verschiedene Verfahren zur

μ Herstellung von GumTiiasphalt bekannt, in welchen man versucht, in Bitumen Gummi verschiedener Arten, wie z. B. Gummipulver oder emulgierter Gummi (wäßrige Latex), auf verschiedene Weisen einzumischen, wie in der Zeitschrift Plaste und Kautschuk, 16 (1969),

wi Seite 38, beschrieben sind. Besonders in der neueren Zeit sind Verfahren zur Herstellung von Gummiasphalt durch die Verwendung von Latex entwickelt, die es ermöglichten, den Gummiasphalt, in dem der Gummi aus Laic, gleichmäßig dispergiert ist, herzustellen, wie

ir, in den US-Patentschriften 29 21105 und 29 21313 beschrieben ist. Die durch die herkömmlichen Verfahren hergestellten Gummiasphalte müssen zum Zweck der Herstellung von Gummiasphaltbeton für Straßen-

decken aber wieder im Kessel der Mischanlage geschmolzen werden.

Nach einem weiteren Verfahren wird emulgierter Gummi verwendet und auf reines Bitumen in dem Mischer einer Mischanlage gesprüht, während in diesem Mischer heißer Zuschlagstoff mit schmelzflüssigem reinen Bitumen gemischt wird, das aus einem Kessel zugeführt wird.

Diese bekannten Verfahren haben folgende Nachteile:

Bei dem ersten Verfahren, bei dem Gummiasphalt unter Verwendung eines Kessels hergestellt wird, liegt das Hauptproblem in der Mischung von Bitumen mit Gummi. Es ist in der Regel sehr schwierig, eine gleichförmige Mischung der beiden Materialien zu erhalten and die Behandlung ist sehr mühsam. Außerdem muß zum Schmelzen und Mischen der Gummi-Bitumen-Mischung ein besonderer Kessel verwendet werden. Zudem benötigt man viel Zeit und Arbeit, um die Gummi-Bitumen-Mischung, die im Kessel verbleibt, zu entfernen und den Kessel für spätere Verwendung zum Schmelzen von reinem Bitumen zu reinigen. Dieses bekannte Verfahren ist daher teuer. Die Schwierigkeit, eine gleichförmige Mischung aus Bitumen und Gummi zu erhalten, und die aufwendige Behandlung der Gummi-Bitumen-Mischung sind die Hauptgründe, warum eine Gummiasphaltmischung teurer wird, als es durch die zusätzlichen Kosten für das Gummimateria! selbst gerechtfertigt ist.

Bei dem zweiten Verfahren, bei dem emulgierter Gummi in eine reine Bitumenmischung im Mischer einer Mischanlage eingesprüht wird, ist als Verfahren verhältnismäßig einfach. Es ist jedoch fraglich, ob die Gummiasphaltmischung im wahren Sinne des Wortes nur durch Einsprühen einer Emulsion auf die Oberfläche des reinen Bitumens entsteht, da in diesem Fall keine vollständige Mischung von Bitumen mit Gummi erhalten wird. Bei diesem Verfahren ist es auch mühevoll, bei der Reinigung des Mischers, den an den Düsen anhaltenden Gummi zu entfernen.

Bei den beiden obigen Verfahren kann man noch folgende Nachteile feststellen. Die Viskosität des als Bindemittel dienenden Bitumens wird durch den Gummizusatz erhöht, die Verarbeitbarkeit der Gummiasphaltmischung wird schlechter, wenn sie für Asphaltmörtel für Straßendecken verwendet wird, so daß die Gefahr besteht, daß beim Aufbringen von Straßendecken Fehler auftreten.

Die Einstellung der Temperatur der Gummiasphaltmischung während ihrer Verdichtung ist wesentlich für den Erfolg. Die Temperaturkontrolle ist jedoch sehr schwierig.

Diese obenerwähnten Nachteile können durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Zusatzvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vermieden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, in wirtschaftlicher Weise einen gut gemischten Gummiasphaltbeton zu erhalten.

Das Verfahren ist sehr einfach und leicht durchzuführen. Es können sehr verschiedene Gummizusammensetzungen verwendet oder kombiniert werden.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man genau die für einen Arbeitsvorgang benötigte Menge der Gummi-Bitumen-Mischung herstellen kann, so daß kein Rest übrig bleibt.

Der gemäß der Er.'ndung hergestellte Gummiasphaltbeton eignet sich insbesondere für Oberflächenschichten von Straßen, die nur eine Schichtdicke von etwa 1 bis 2 cm haben.

Die Erfindung betrifft auch eine Zusatzvorrichtung, die einen geringen Platzbedarf hat und leicht in einer

ϊ bereits vorhandenen Mischanlage ein- oder ausgebaut werden kann.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine übliche chargenweise arbeitende Asphallmischanlage verwendet werden, wobei reines

in Bitumen in einem Kessel der Anlage geschmolzen, das geschmolzene Bitumen dann einer Wägeeinrichtung zugeführt wird, in der die Menge des Bitumens abgewogen wird, die zum Herstellen einer Charge der Gummi-Bitumen-Mischung erforderlich ist, während

i> andererseits diejenige Menge des Gummizusaizes abgewogen wird, die für die vorgesehene Charge erforderlich ist Der so abgemessene Gummizusatz wird dann zu dem reinen Bitumen in der Wägevorrichtung zugegeber, so daß man eine Charge Gummi-Bitumen-

:ii Mischung erhält Die Chargenber lung ist mit dem Arbeitstakt der Asphaitmischaniage syr :hronisiert, und die Zuführung des Gummizusatzes wird nach Ablauf eines Intervalls von 20 bis 30 Sekunden nach Beendigung der Abmessung des reinen Bitumens

r> begom °n. Die Zugabe wird nach Ablauf eines bestimmten Zeitraumes eingestellt, wobei sich dieser Zeitraum aus dem Arbeitstakt der Mischanlage, nämlich aus dem Trockenmischgang für den Zuschlagstoff ergibt. Die so gebildete Charge aus Gummi-Bitumen

in wird dann aus der Wägeschale vermittels einer Strahlpumpe abgesaugt und im Mischer einer Asphaitmischaniage mit dem erwärmten Zuschlag vermischt.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird weder ein besonderer Kessel noch ein Mischer für das Mischen

j-, von Bitumen mit dem Gummimaterial benötigt. Gummi und Bitumen werden an einer Stelle, die zwischen dem Kessel und dem Mischer liegt, im Wägebehälter der Bitumenwaage gemischt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine Reihe unerwarteter Wirkungen zur Folge, nämlich:

1. eine vollständige und gleichförmige Mischung von schmelzflüssigem Bitumen mit Gummi, was gerade bei dem bekannten Verfahren die v, esentliche Schwierigkeit bot.

2. Die Menge des Gummizusatzes kann genau gemessen werden.

3. Es wird keine überflüssige Gummi-Bitumen-Mischung produziert.

,<> Als Gummimaterial kann eine beliebige Art eines Gummis verwendet werden, und man ist nicht auf Naturgummi angewiesen. Als synthetische Gummi seien gena: n\: Chloroprengummi (R), Butadiengummi (Br), Styrol-Butadien-Gummi (SBR), Nitril-Butadien-Gummi Vi (NBR), synthetische Isoprengurnmi (IR), Isot jtylen-lsoprengummi (MR), Acrylat-Butadien-Gummi, Pyridin-Butadiengummi, chlorsulfonierter Polyäthylengummi, Silicongummi, Fluorcarbonelastomer, Polyurethanelastomer, Butylgummi, Polyisobutylengummi, Äthylen-Pro-Mi pylengummi (EPN)₁ chlorierter Polyäthylengummi (CPE)₁ Äthylen-Vinylacetat-Copolymergummi (EVA) und Nitrilisoprengummi. Es kann auch Naturgummi oder synthetischer Gummi in Form von Latex verwendet werden.

hi Unter Gummizusatz wird hier ein Gummimaterial verstanden, das in einem Lösungsmittel gelöst ist.

Die Form des Gummizusatzes gemäß der Erfindung ermöglicht es, daß Beläge für Straßendecken in sehr

dünnen Schichten bis herab zu I bis 2,5 cm möglich werden Die Gummiasphaltmischung, die unter Verwendung eines Gummizusatzes gemäß der Erfindung hergestellt wurde, eignet sich also insbesondere zum Aufbringen einer Oberflächenschicht auf Straßen, zum Ausbessern abgefahrener Straßen und Straßendecken.

Vom Standpunkt der Haltbarkeit des Gummiasphalt- beiuns sollte der Anteil des Lösungsmittels so gering wie möglich sein, obwohl ein Verdampfen des Lösungsmittels aus dem Gummiasphaltbeton in verhält nismäßig kurzer Zeit zu erwarten ist, da die Oberflächenlage der Straßendecke sehr dünn ist. Als Lösungsmittel wird eine von 150 bis 300⁰C siedende Petroleumfraktion bevorzugt.

Der Anteil des Lösungsmittels beträgt 4 bis 10 Gew-%, bezogen auf das Bitumen. Gibt man weniger als 4% zu, so wird die Viskosität des Gummizusatzes zu groß, um diesen Gummizusatz leicht mit einer

C/ir/lorni ι mn«-» ir% Ann W/H η nU, nl+nl Φ nr· ηί«-»ι ilnitnn itrisl χ r*-v

leicht und sicher dünne Lagen eines Belages herzustellen. Bei Zusätzen von über 10 Gew.-% wird die Qualität des Gummiasphaltbctons geringer.

Der Anteil des Gummimaterials liegt zwischen 0,1 und K) Gew.-%, bezogen auf Bitumen. Liegt der Anteil unter 0,1 Grw°/n, dann ist keine Auswirkung von diesem Zusatz des Gummimaterials zu erwarten, und wenn der Anteil 10 Gew,-% überschreitet, dann wird die Viskosität des Giimmizusatzes zu hoch und die Einleitung schwierig und auch die Kosten werden zu hoch für eine Verwendung der Gummiasphaltmischung für Straßenbeläge. Vorzugsweise liegt der Anteil des Gummimatcrials /wischen 1 und 3Gew.-°/o.

Verschiedene Arten von Gummimaterialien können verwendet und miteinander gemischt werden. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist Naturgummi und SBR zu bevorzugen, wenn jedoch ein Asphaltbeton spezieller Qualität gewünscht ist. z. B. wenn er sehr wetterbeständig sein soll, dann ist Butylgummi zu empfehlen.

Alle obenerwähnten Gummimatenalien werden in nichtsulkani'-iertem Zustand verwendet. Es ist natürlich möglich, daß während des Verfahrens eine Vulkanisierung erfolgt. In diesem Fall werden kolloidaler Schwefel oder andere zweckmäßige Zusätze in den Gummizusatz gegeben, bevor derselbe dem schmelzflüssigen Bitumen in den Wägebehäher zugeführt wird. Es ist beispielsweise die im folgenden angegebene Zusammensetzung empfehlenswert:

!. niehtvulkanisiertes Gummimaterial 100Teile.

2. Zinkweiß 3 Teile.

3. Stearinsäure 2 Teile,

Λ. Vulkanisationsbeschleuniger 0,5 Teile, 5. kolloidaler Schwefel 2 bis 5 Teile.

Es können auch Naturgummi und synthetischer Gummi in Form von Latex anstelle des obenerwähnten Gummizusatzes verwendet werden. Führt man Latex in den Wägebehälter, dann wird Latex mit geringem Wassergehalt verwendet.

Im folgenden wird das Verfahren und die Zusatzvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 zeigt dabei schematisch die Stelle, an der der Gummizusatz zugeführt wird;

F i g. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Zuführung des Gummizusatzes;

Fig.3 zeigt eine andere Ausführungsform der

Vorrichtung gemäß F i g. 2;

F i g. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer solchen Vorrichtung;

F i g. 5 zeigt in einem Diagramm die Reihenfolge der Arbeitsgänge gemäß der Erfindung;

F i g. 6 zeigt die Schaltung des Steuersystems.

Fig. I zeigt schematisch die Stelle, an der der Gummizusatz in das schmelzflüssige Bitumen gegeben wird. In dieser Figur ist eine herkömmliche Bitumen mischanlage dargestellt, wobei mit 1 der Kessel zum Schmelzen des Bitumens bezeichnet ist. 2 ist die Förderpumpe für das Bitumen, 3 ein Dreiweghahn. 4 ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder zur Betätigung des Dreiwegehahns 3. Durch das Elektromagnet ventil 5 wird Druckluft in den Zylinder 4 eingelassen. 6 ist eine Bitumenleitung und 7 ist ein Wägebehäher, 8 ist ein Ventil, durch das die Absaugung des schmclzflüssigen Bitumens aus der Wägeschale 7 gesteuert wird. 9 ist

nu

UUUIIILII

ausgespritzt wird. 13 ist ein Mischer, in dem der Zuschlag und Füllstoffe mit dem schmelzflüssigen Bitumen gemischt werden. 14 ist eine Steuereinrichtung für die fütiimenmischanlage. Mit A ist die Stelle bezeichnet, an der der Gummizusatz gemäß der Erfindung in das schmelzflüssige Bitumen eingespritzt wird und Q ist eine Einrichtung für die Zugabe des Gummizusatzes. Diese Einrichtungen können zusätzlich an eir .r bereits vorhandenen Bitumenmischanlage angebracht werden, insbesondere bei Anlagen, bei denen chargenweise gemischt wird. Diese Einrichtungen können auch jederzeit wieder aus der Anlage entfernt werden.

Diese üblichen Bitumenmischanlagen können in verschiedener Weise ausgebildet sein und die Abgabe des schmelzflüssigen Bitumens aus der Wägeschale kann in verschiedener Weise erfolgen. In Fig. 1 ist nur ein Ausführungsbeispiel dargestellt, jedoch können auch solche Anlagen verwendet werden, bei denen der Bitumenwägebehälter unten ein Ventil hat, durch das die Abgabe des schmelzflüssigen Bitumen aus dem Wägebehälter reguliert wird.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Zugabe des Gummizusatzes zu einem schmelzflüssigen Bitumen in der Wägeschale.

Die Einrichtung Q besteht aus zwei Teilen, nämlich aus einer Steuereinrichtung und einer Zumeß- und Fördereinrichtung für den Gummizusatz. In Fig. 2 ist mit 15 ein Behälter, z. B. ein Faß bezeichnet, das den Gummizusatz enthält. 16 ist einr Steuereinrichtung und mit den Bezugszeichen 17 bis 25 sind Elemente bezeichnet, die für die Messung und Förderung des Gummizusatzes vorgesehen sind.

Die Steuereinrichtung 16 erhält ihr Eingangssignal von der Steuereinrichtung 14 und startet die Einrichtung für die Abmessung des Gummieinsatzes und für die Förderung dieses Zusatzes. Ein Zeitgeber dient zur Einstellung einer Wartezeit und ein weiterer Zeitgeber dient zur Einstellung der Arbeitszeit des Magnetventils 24 für Druckluft.

Bei der Einrichtung für die Abmessung und Förderung des Gummizusatzes, wie sie in F i g. 2 in dem durch gestrichelte Linien abgegrenzten Bereich dargestellt ist, ist mit 17 ein Absperrventil dargestellt 18 ist eine Pumpe, mit der eine bestimmte Menge des Gummizusatzes gefördert wird und 19 ist ein Motor zum Antrieb der Pumpe 18. 23 ist ein pneumatischer Zylinder für die Betätigung des Absperrventils 17.24 ist ein Magnetventil für Druckluft und 25 ist eine Quelle für

Druckluft.

20 ist eine Rückführleitung für den Gummizusatz, 21 ist ein Druckventil für die Rückführleitung 20 und 22 ist eine Leitung zur Zuführung des Gummizusatzes zu der Asphaltwägeschale.

Die Zugabe des Gummizusatzes zum schmelzflüssigcn Bitumen folgt bei der in Γ i g. 2 gezeigten Anorurung wie folgt:

Wenn der Gummizusatz zum schmelzflüssigen Bitumen zugegeben wird, wird von der Steuereinrichtung 14 der Anlage ein Ausgangssignnl an die Steuereinrichtung 16 gegeben, die gemäß der Erfindung zusätzlich vorgesehen wird, wobei durch diese Steuereinrichtung 16 der pneumatische Zylinder 23 in Tätigkeit gesct/l wird, der wiederum das Absperrventil 17 vermittels des Magnetventils 24 betätigt. Das Absperrventil wird für einen Zeitraum geöffnet, der durch den Zeitgeber der .Steuereinrichtunir 16 vorgegeben wird. Dann wird der (iummizusa/ durch die Leitung 22 vermittels der I örderpumpe 18 in den Wägebehälter 7 eingeleitet.

Nach Ablauf der eingestellten Zeit wird das Absperrventil geschlossen und der Gummizusatz, der noch in der Leitung 22 verblieben ist, wird durch die Rückführleitung 20 unter Fernschaltung des Druckluftvcntils 21 in den Bchiilter 15 zurückgedrückt.

In F i g. 3 ist eine andere Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt.

16 ist der Scquen/Stcucrkreis, wobei jedoch gegenüber der in I ι g. 2 dargestellten Ausführungsform ein Unterschied dann besteht, daß ein Zeitgeber vorgesehen ist. der die Arbeitszeit des Motors 19' steuert, wobei dieser Motor mit einer Bremse ■; und einer Kupplung b ausgestattet ist. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 diente der Zeitgeber zum Einstellen der Zeit für die Betätigung des Druckluft-Magnetventils, durch das das Absperrventil betätigt wurde. 18 ist eine Pumpe, durch dir eine vorbestimmte Menge des Gummizusatzc- gefördert wird.

Die Anlage gemäß F i g. 3 arbeitet wie folgt:

Bei dieser Anlage wird der mit Bremse und Kupplung versehene Motor 19 durch ein Ausgangssignal betätigt, das von der Steuereinrichtung 16 ausgeht, durch die die Pumpe 18 während einer Zeit in Betrieb gesetzt wird, die durch den Zeitgeber der Steuereinrichtung 16 festgelegt ist.

Fig. 4 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den Anlagen gemäß den F i g. 2 und 3 dadurch, daß ein Strömungsdetektor 26 für die Gesamtströmung des Gummizusatzes vorgesehen ist. Dadurch kann man die Menge des einzuleitenden Gummizusatzes genauer bestimmen. Die Steuereinrichtung 16' unterscheidet sich von der Steuereinrichtung 16 der F i g. 2 darin, daß sie nicht nur einen Steuerkreis für die Steuerung des Motors 19 gemäß F i g. 2 oder des mit Bremse und Kupplung versehenen Motors 19' der F i g. 3 enthält, sondern außerdem noch einen Kreis für die Bestimmung der Gesamtströmung enthält, der ein Signal von dem Strömungsdetektor 26 erhält. Die Anlage nach Fig.4 arbeitet so, daß der mit Kupplung und Bremse ausgestattete Motor 19' durch ein Ausgangssignal betätigt wird, das von der Steuereinrichtung 16' abgegeben wird, wie dies bei der Anlage gemäß F i g. 3 der Fa!! war. Die Strömung des Gummizusatzes, der durch die Pumpe 18 gefördert wird, wird durch den Gesamtströmungsdetektor 26 bestimmt. Wenn dieser Strömungsdetektor 26 die vorbestimmte Gesamtströmung anzeigt, dann wird von der Steuereinrichtung 16' ein Findsignal abgegeben. Aufgrund dieses Endsignals wird von der Steuereinrichtung 16' ein Ausgangssignal an den Motor 19' abgegeben, und durch dieses Signal die Förderung der Pumpe 18 unterbrochen.

F i g. 5 zeigt in einem Diagramm die Reihenfolge der Arbeitsgänge der Vorrichtung, wobei die Stufe (I) den Meßvorgang für das Bitumen vermittels des bereits bei einer üblichen Bitumenmischanlage vorhandenen Steuersystems bedeutet. Die Stufe (II) bedeutet den Arbeitsvorgang der Einleitung des Gummizusatzes in ein schmelzflüssiges Bitumen im Wägebehälter, und die Stufe (111) zeigt den Arbeitsvorgang des Auspumpens der Gummi-Bitumen-Mischung aus dem Wagebehälter und des Einsprühens oder Einlcitcns in den Mischer vermittels der Strahlpumpe 9 der Bitumenmischanlage.

In Stufe I ist ;i die Stelle, an der das Einführen der Gummi-Bitumen-Mischung in den Mischer vermittels der Strahlpumpe beendet ist und synchron damit die Messung des Bitumens für eine nächste Charge beginnt. Wenn die Einleitung des Bitumens in den Mischer für eine Charge beendet ist. dann wird an das Magnetventil für die Bitumenzumessung ein Ausgangssignal von der Steuereinrichtung der Bitumcnmischanlage gegeben und aufgrund dieses Signals wird mit der Zumessung des reinen Bitumens in den Wägebehälter begonnen. Die Zumessung wird an der Stelle b beendet. Die Dauer des Zumeßvorganges a — b wird auf T- I eingestellt. Da die Stufe I noch mit der bei einer Bitumenmischanlage bereits vorhandenen Steuereinrichtung gesteuert wird, so hängt die Zeitspanne ;i — b von der Bitumenmischanlage selbst ab. Im allg nieinen liegt die Zeitspanne a - b im Bereich von etwa IO.Sekunden.

Nach Ablauf eier Zeit T- I, d. h. nach Beendigung der Zumessung des Bitumens, beginnt die Arbeitsstufe il nach einem Intervall von 20 bis 30 Sekunden. Der Arbeitsvorgang der Stufe Il bezeichnet die Zugabe des Gummi/.usatzes zu dem schmelzflüssigen Bitumen im Wägebehälter, wobei mit cdie Stelle bezeichnet ist. an der die Zugabe des Gummizusatzes beginnt, während diese Zugabe bei c/endet. Die Zeitspanne c — d wird auf T- II eingestellt. Dies bedeutet, daß nach Ablauf von 20 bis 30 Sekunden nach Erledigung der Stufe I ein Ausgangssignal an das Magnetventil vermittels eines Zeitbegrenzers der Steuereinrichtung abgegeben wird, wodurch das Magnetventil geöffnet wird und die Pumpe in Tätigkeit gesetzt wird, so daß die Einleitung des Gummizusatzes in dem Wägebehälter beginnt. Nach Ablauf der eingestellten Zeit T- II wird die Einleitung de· Gummizusatzes an der Stelle d beendet. Diese Zeit beträgt 3 bis 30, üblicherweise 5 bis 20, Sekunden. Diese Zeit wird als Zeitspanne T—U eingestellt. Nach einer weiteren Zeitspanne von 2 bis 3 Sekunden wird ein Ausgangssignal an das Regulierventil 8 abgegeben, das vor der Strahlpumpe 9 einer vorhandenen Mischanlage eingebaut ist und dieses Ventil wird geöffnet, wodurch die Gummi-Bitumen-Mischung, die im Wägebehälter hergestellt worden ist, abgepumpt und mit Hilfe der Strahlpumpe in den Mischer eingeführt wird, der ständig in Bewegung ist Das Einsprühen der Gummi-Bitumen-Mischung in den Mischer vermittels der Strahlpumpe wird an der Stelle / beendet, die der Stelle a entspricht. Der Arbeitsgang III wird durch das Steuersystem der bereits vorhandenen Bitumenmischanlage selbst gegeben. Auf 'iiese Weise wird die Einleitung des Gummizusatzes für die betreffende Charge beendet und weitere Chargen werden genauso

bereitet, immer automatisch synchron mit dem Steuer system der bereits vorhandenen Bitumenmischanlage.

Die Arbeitsgänge der Stufen Il und III werden durch Steuerkreise der Mischanlage selbst eingestellt. Ein wesentlicher Punkt der Erfindung ist also die Einschaltung des Arbei'.sganges der Stufe II, bei dem ein Gummizusatz zwischen den Stufen ! und III eingeleitet wird.

Bei üblichen Bitumenmischanlagen, durch die eine einfache Bitumenmischung hergestellt wird, beträgt die Zeitspanne T-] etwa 10 Sekunden, die Zeitspanne 7-III beträgt 5 bis IO Sekunden und die Zeitspanne zwischen T—\ und 7'- III ist eine Wartezeit von 30 bis 40 Sekunden. Die Gesamtarbeitszeit beträgt also für eine Charge 50 bis 60 Sekunden. Der Arbeitsvorgang der Stufe II muß also innerhalb der Wartezeit beendet werden. Ein beachtlicher Vorteil der Erfindung besteht also darin, daß die Zugabe und das Einmischen des chen Bitumens im Wägebehälter der Bitumenmischanlage beginnt, dann geht von der Magnetspule SV ein Steuerausgangssignal aus, das als Synchronisierungs-Eingangssignal für die Steuereinrichtung 16 verwendet wird. Wenn der Steuerausgang der Bitumenmischanlage bei der Steuereinrichtung (6 eintrifft, dann wird die Relaisspule Cx^ (Relaisspule, die ein Synchronisierungs-Eingangssignal aufnimmt), dargestellt in Fig. 6a, erregt, wodurch AY (ein Kontakt von 'ΑΪ), dargestellt in Fig.6b, geschlossen und AY' geöffnet wird. Da AY geschlossen ist, wird 'Xj) (Relaisspule eines Selbsthalleiclais) erregt und infolgedessen wird X," (ein Kontakt von A'_i)B^esch'^ossen-

Wenn der Vorgang der Abwägung des Bitumens im Wägebehälter beendet ist (ti. h. nach Ablauf der in F i g. 5 mit T— I bezeichneten Zeitspanne), dann wird &? Relaisspule (X\) wieder in den nichterregten Zustand gebracht. Anschließend wird ,Vi' geöffnet und AV

halb der bei üblichen Anlagen erforderlichen Wartezeit erfolgt. Da diese Wartezeit verhältnismäßig lang ist. kann man diese Zugabe in dieser Zeit bequem und zufriedenstellend vornehmen. Die Wartezeit ist durch die Zeit bestimmt, die zum Trockenmischen des Mineralzuschlages erforderlich ist; sie stellt einen unerläßlichen Elestandteil des Arbeitsablaufes einer bereits vorhandenen Bitumenmischanlage dar. Gemäß der Erfindung kann also eine ausreichende Zugabe und ein Einmischen des Gummizusatzes zum Bitumen erreicht werden, ohne daß der Arbeitsablauf einer üblichen Bitumenmischanlage geändert werden muß oder ohne daß der Arbeitstakt der Anlage in irgendeiner Weise beeinflußt wird.

F i g. 6 zeigt den Schaltkreis der Steuereinrichtung 16. der nach dem Prinzip einer bekannten Sequenzsteuereinrichtung ausgebildet ist. Der in F i g. 6 dargestellte Schaltkreis dient zur Steuerung der Anlagen gemäß den Fig. 2 und 3.

Γ) = die Relaisspule eines Zeitgebers für die Wartezeit (ix Sekunden)

7V = eine Relaisspule eines Zeitgebers zur Einstellung der Arbeitszeit eines Magnetventils (oder eines mit Bremse und Kupplung ausgestatteten Motors)

T'< = pin Kontakt eines Zei^ebers durch den die Wartezeit eingestellt wird

ΤΙ = ein Kontakt eines Zeitgebers, durch den die Arbeitszeit des Magnetventils (oder des mit Bremse und Kupplung versehenen Motors) eingestellt wird

(xj) = eine Relaisspule, die ein Synchronisierung*-Eingangssignal aufnimmt

X]' = ein Kontakt von ΑΊ

X\" — ein Kontakt von ΑΊ (χ}) — eine Relaisspule eines Selbsthalterelais

X-i = ein Kontakt von A2
(xij = ein Relais für einen Steuerausgang

Xt,' = ein Kontakt von A3 SV = das Magnetventil der Bitumenwägeeinrichtupg

Die oben erwähnte Schaltung arbeitet folgendermaßen:

Die Steuereinrichtung 16 steht immer unter Spannung. Wenn die Steuereinrichtung 16 mit der Steuereinrichtung 14 der Bitumenmischanlage verbunden ist und wenn der Abwägevorgang des schmelzflüssigen einfagebers zur Einstellung der Wartezeit) erregt und betätigt wird.

Nach Ablauf der bei T₁ eingestellten Zeit von λ Sekunden wird 7V (ein Zeitbegrenzungskontakt des Zeitgebers 7Ί) geschlossen und T_: (Relaisspule eines Zeitgebers zur Einstellung der Arbeitszeit eines Magnetventils für die Zumessung des Gummizusatzes) erregt und der Kontakt 77 geschlossen. Gleichzeitig wird Xi (ein Relais für einen Stcuerausgang) erregt. Dadurch wird AY (ein Kontakt von A,) geschlossen, und ein Ausgangssignal abgegeben, durch das das Magnetventil (Fig. 2) oder der mit Bremse und Kupplung versehene Motor (F i g. 3) betätigt wird, wie dies durch Pfeile in F i g. bb angedeutet ist.

Nach Ablauf der Zeitspanne c-d (T-W) wird 7V durch 7j geöffnet, wodurch der aus X> und A/ bestehende, sich selbst haltende Kreis nicht mehr erregt ist, wodurch der Kreis der Steuereinrichtung 16 in seinen Ausgangszustand zurückgeführt ist und dadurch .Vi' (ein Kontakt eines Relais für einen Steuerausgang) geöffnet wird. Infolge davon wird der Arbeitsvorgang (T-U) beendet, d.h., die Tätigkeit der Pimpe zum Fördern eines Gummizusatzes für die betreffende Charge wird unterbrochen. Daran schließt sich die Stufe (T- III) an, die jedoch in den Steuer- und Arbeitsbereich der Bitumenmischanlage selbst gehört.

Beispiel

In einer herkömmlichen Bitumenmischanlage mit einer Produktionskapazität von einer Tonne Bitumenmischung pro Charge wird ein Bitumen mit einem Penetrationsindex von 80 erwärmt und bie 160° C in einem Kessel geschmolzen. Andererseits wird ein Zuschlag, der die unten angegebene Kornzusammensetzung hat, auf 170° C erwärmt

Zusammensetzung des Mineralzuschlages Quetschband, der durch ein Sieb

mit einer Maschenweite von

2,5 mm hindurchgeht 37 Gew.-%

Grober Sand 28 Gew.-% Feiner Sand 19Gew.-% Füllstoffe 9 Gew.-o/o

Mit Beendigung d^; Wägevorgangs des schmslzflüssigen Bitumens im Wägebehälter wird die Zusatzvorrichtung gemäß der Erfindung, die in die obenerwähnte Mischanlage eingebaut worden ist, in Betrieb gesetzt und fördert nach Ablauf eines Intervalls von 20

Il

Sekunden in den Wägebehälter einen Gummizusatz, der aus Butylgummi in einer Menge von 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Bitumenbindemittel, und 7,5 Gew.% Kerosin besteht, wobei sich der Butylgummi gu; in dem Kerosin löst.

Der Gummizusatz, der in das schmelzflüssige Bitumen in den Wägebehälter eingeführt wurde, ergibt ein Bitumen für eine Charge, wobei IO Gew.-% Gummizusatz, bezogen auf die vorgesehene Menge des mit Gummi versetzten Bitumens, angewendet werden.

Das mit Gummi versetzte Bitumen, das im Wiigebehälter erzeugt wird, wird dann in einen Mischer der Mischanlage gebracht und mit dem Mincralzuschlag bei einer Temperatur von etwa I65°C gemischt, so daß ein Gummiasphaltbeton entsteht, bei der das Bitumen 7 Gcw.-% der Mischung ausmacht.

Der so erhaltene Asphaltbeton wurde dann für einen Straßenbelag in einer Dicke von 1,5 cm verwendet. Die 'VMDL-MUlIg WUIl¹L- UCl eillLT TcIII[JLTiUUr VOM i 30 DlS 140⁰C ausgebreitet und durch Walzen bei einer Temperatur von 90 bis !10⁰C verdichtet, wobei die Temperatur der Umgebung 25°C betrug.

Das Aufbringen des Belages auf die Straße war sehr einfach und es mußte keine besondere Sorgfalt bei der Kontrolle der Verdichtungstemperatur angewendet werden.

Prüfwerte von Prüfstücken aus diesem Belag sind im folgenden zusammengestellt:

Dichte (g/cm) 2,27

Hohlraumvolumen (%) 5,80

Sättigungsgrad (%) 70,50

Stabilität (kg) 610,00

Penelrationsindex(l/10 mm) 26,00

Bei der Auswahl und Kombination verschiedener Arten von Gummimaterialien ist die Viskosität des aus diesen Materialien hergestellten Gummi/usatzes zu beachten. Berücksichtigt man die ! örderungskapa/ität der I orderpumpe, so kann man noch einen Gummi/iisatz pumpen, der eine Viskosität von 100 bis 50 000 L en ti Poisc (cP) bei 20⁰C aufweist. Vorzugsweise liegt die Viskosität jedoch im Bereich von 500 bis iOOOO cenii Poisc. Bei der Auswahl und Kombination von den Gummimaterialien verschiedener Art soll darauf geachtet werden, daß die Viskosität des Gummizusatzcs in dem als vorzugsweise genannten Bereich liegt.

1 liei/u (i liliill /eichnunucn

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Gummiasphaltbetons in einer bereits vorhandenen Asphaltmischanlage, wobei man in einem Kessel dieser Anlage reines Bitumen erwärmt und schmilzt, und dann das schmelzflüssige Bitumen in einen Wägebehälter einleitet, in dem die Menge des schmelzflüssigen Bitumens, die zur Herstellung einer Charge des Asphaltbetons erforderlich ist, abgewogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer eigenen Apparatur die Menge des Gummizusatzes, die für diese Charge erforderlich ist, getrennt abmißt und den Gummizusatz in den Wägebehälter einleitet, wobei mit dem Einleiten des Gummizusatzes nach Ablauf eines Intervalls von 20 bis 30 Sekunden nach Beendigung der Abmessung des reinen Bitumens in den Bitumenwägebehälter begonnen wird, worauf die abgemessene Menge des Gummizusatzes und die abgemessene Menge des reinen Bitumens so gemischt werden, daß der Gummiasphalt chargenweise synchron mit dem Arbeitstakt der Asphaltmischanlage hergestellt wird, worauf dann der gemischte Gummiasphalt aus dem Bitumenwägebehälter ve-mittels einer Strahlpumpe abgesaugt und zusammen mit erwärmtem mineralischem Zuschlag in einen Mischer der Asphaltmischanlage gegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gummizusatz verwendet wird, der 2 bis 5 Teile kolloidalen Schv -jfel, bezogen auf 100 Teile nichtvulkanisiertep Gummimaterials, enthält.

3. Zusatzvorrichtung für eine '"bliche chargenweise arbeitende Anlage zur Bereitung von Asphalt zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzvorrichtung aus

einer elektrische Zeitgeber und Relais enthaltenden Steuereinrichtung, die eine Seriensteuerung (Sequenzsteuerung) ist, die mit einer Steuervorrichtung für den Hauptteil der Mischanlage verbunden ist, su daß sie synchron mit dem Arbeitstakt der Asphaltbereitungsanlage arbeiten kann,
einer Meßeinrichtung zur automatischen Abmessung einer bestimmten Menge des Gummizusatzes, die für eine Charge des Gummiasphalts erforderlich ist,

und einer Fördervorrichtung zur Förderung der abgemessenen Menge des Gummizusatzes in den Wägebehälter für das Bitumen der Asphaltbereitungsanlage besteht.