DE2321783A1

DE2321783A1 - Bitumenmaterial zur herstellung von strassendecken

Info

Publication number: DE2321783A1
Application number: DE19732321783
Authority: DE
Inventors: Hans Peter Herrmann; Hermann Dipl Ing Maier
Original assignee: Wolff & Mueller
Current assignee: Wolff & Mueller
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1973-04-30
Publication date: 1974-11-14
Also published as: FR2227294A1; IT1009874B; NL7405075A; FR2227294B3

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. HANS LEYH

München 71, Melchiorstr. 42

Unser Zeichen: A 12 632

WOLFF & MÜLLER 7 Stuttgart Schwieberdingerstr. 107

Bitumenmaterial zur Herstellung von Straßendecken

Die Erfindung betrifft ein Bitumenmaterial zur Herstellung von Deckenbelägen für Straßen und dergleichen, insbesondere Deckenbelägen aus Asphaltbeton.

Straßendecken aus Asphaltbeton bestehen im allgemeinen aus Splitt, Sand, Füllstoffen und einem Bindemittel. Als Bindemittel wird in der Regel ein Bitumen verwendet.

Die Materialien werden gemischt und mit Hilfe eines Fertigers auf den Straßenuntergrund aufgebracht, worauf die aufgebrachte Schicht unter Verwendung geeigneter Walzen verdichtet wird.

Es ist ferner bekannt, zur Herstellung von Straßendecken Gußasphalt zu verwenden, der nach dem Mischen in beheizten Behältern an die Baustelle angeführt und dort vergossen wird.

Lh/fi - 2 -

409846/0572

- 2 - A 12 632

Neuerdings werden nun bei der Herstellung von Straßendecken sogenannte Dünnbeläge aus Asphaltbeton verwendet, deren Dicke geringer ist als die der üblichen Straßendecken. Als Bindemittel wird hier ein sehr weiches Bitumen verwendet, z.B. Bitumen B 200. Es hat sich nun hierbei gezeigt, daß die Haftfestigkeit dieser Dünnbeläge trotz der Verwendung eines weichen Bitumens nicht ausreichend ist, was dazu geführt hat, daß diese Dünnbeläge nach relativ kurzer Benutzungszeit teilweise zerstört waren.

Um nun die Haftfestigkeit dieser Beläge zu verbessern, hat man den Bitumen ein flüssiges, die Klebrigkeit erhöhendes Bindemittel zugemischt. Als Beispiel für eine Reihe auf dem Markt befindlicher Bindemittel sei das unter dem Namen Prosable vertriebene Bindemittel genannt.

Durch die Zugabe solcher Bindemittel zu dem Bitumen konnte die Haftfestigkeit der sogenannten Dünnbeläge in gewünschtem Umfang gesteigert werden.

Bei Straßendecken, sowohl aus Aspahltbeton, wie aus Gußasphalt werden bestimmte Werte für den Verformungswiderstand und die Abriebfestigkeit angestrebt. Es hat sich hierbei gezeigt, daß insbesondere die Abriebfestigkeit von Gußasphalt derjenigen von Asphaltbeton überlegen ist. Straßendecken aus Gußasphalt sind jedoch teurer als solche aus Asphaltbeton, da die zur Verlegung erforderliche maschinelle Ausrüstung beträchtlich aufwendiger und auch umfangreicher ist als bei Asphaltbeton, insbesondere deswegen, weil der Gußasphalt an Ort und Stelle flüssig vergossen wird und es daher erforderlich ist, das Material in beheizten Spezialbehältern heranzuschaffen und bis zum Vergießen auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten, die beträchtlich höher ist, als bei Asphaltbeton.

Es wurde nun versucht, die Festigkeit von Straßendecken aus

- 3 409 8 46/0572

- 3 - A 12 632

Asphaltbeton dadurch zu erhöhen, daß als Bindemittel ein hartes Bitumen, z.B. Bitumen B 45 oder B 60 verwendet wurde. Es hat sich aber gezeigt, daß ein mit einem derartigen Bitumenbindemittel hergestellter Asphaltbeton nur unter Schwierigkeiten zu verarbeiten und zu verdichten war und darüber hinaus nicht die gewünschten Werte erbracht hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Material für Straßendecken und dergleichen zu schaffen, das sowohl leicht einbaubar ist als auch einen hohen Verformungswiderstand und eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies bei dem eingangs genannten Bitumenmaterial dadurch erreicht, daß es aus einem Gemisch aus einem harten Bitumen (z.B. B 45, B 60) und einem Zusatzmittel (z.B. Prosable) besteht.*

Zweckmäßigerweise liegt hierbei das Verhältnis der Anteile von Zusatzmittel zu Bitumen bezogen auf das Gewicht im Bereich von etwa 1:10 bis etwa 1:3.

Vorzugsweise beträgt der Anteil des Zusatzmittels bezogen auf das Gesamtgewicht etwa 12 bis etwa 15 Gewichtsprozent. Das Material für die Deckenbeläge von Straßen und dergleichen, das im wesentlichen aus Splitt, Sand und Füllstoffen besteht, enthält vorzugsweise etwa 7 bis 8 Gewichtsprozent Bitumenmaterial, wobei zweckmäßigerweise das Bitumenmaterial aus 9 Gewichtsteilen Bitumen B 45 und 1 Gewichtsteil Zusatzmittel besteht.

Vorteilhafterweise besteht das Mischgut für die Straßendecken aus etwa 65 Gewichtsteilen Kiessplitt, etwa 24 Gewichtsteilen Sand, etwa 10 Gewichtsteilen Kalkstein, etwa 1 Gewichtsteil Asbest und etwa 7,4 bis 7,8 Gewichtsteilen Bitumenmaterial.

409846/0572

A 12 632

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen weiter erläutert.

Versuch 1:

Es wurde der Einfluß des Zusatzmittels auf das Bitumen untersucht. Als Bitumen wurde hierbei Bitumen B 80 und Bitumen B 45 und als Zusatzmittel wurde Prosable verwendet.

Dabei wurde bei unterschiedlichen Mischungsverhätnissen nach DIN 1995 die Penetration und die Erweichung gemessen. In den nachfolgenden Tabellen I und II sind die entsprechenden Werte für Bitumen B 80 (Tabelle I) und Bitumen B 45 (Tabelle II) aufgeführt.

Tabelle I (B 80)

Vers. Nr.	Bit.-Geh. %	Mischung l:n Prosable: Bitumen	AO	Penetration 12 3	79	80	(1/lOmm) MitteIw.	49	Erweichungspunkt Ring u. Kugel (⁰C) 1 2 Mittelw.	48.6	48,
1	100.0	-	78	81	80	79	-	.0	-	-
2	100.0	-	79	-	-	80	-		-	-
3	90.0	-	-	-	-	-	-		-	-
4	90.0	-	-	190	202	-	38		38.8	38.
5	88.9	1:9	199	-	-	197	-	.2	-	-
6	88.9	-	-	216	224	-	38		38.0	38.
7	87.5	1:8	220	266	256	220	38	.5	38.2	38.
8	85.7	1:7	260	296	304	261	37	.0	38.0	37.
9	83.3	1:6	302	360	362	301	34	.6	35.0	34.
10	80.0	1:5	352	-	-	358	-	.2	-	. -
11	80.0	1:5	-	403	401	-	32		33.O	32.
12	75.0	1:4	380	433	405	395	28	.2	29.0	28.
13	66.7	1:3	422	- 5 /0	572	420		.8
		9848			.8



.5

.3
,1
.8
,6

,6
,9

-S-

A 12 632

Tabelle II (B 45)

Vers. Nr.	Bit.-Geh. %	Mischung l:n Prosable: Bitumen	Penetration 12 3	37	30	(1/lOmm) Mittelw.	Erweichungspunkt Ring u. Kugel (⁰C) 1 2 Mittelw.	58.8	58.8
1	100.0	-	44	35	34	37	58.8	-	-
2⁺>	100.0	-	35	102	97	35	-	48.8	48.8
3	90.0	1:10	107	83	77	102	48.8	-	- ■
4⁺>	90.0	1:10	84	128	136	81	-	47.0	46.8
5	88.9	1:9	133	121	116	132	46.4	-	-
6⁺⁾	88.9	1:9	114	132	142	117	-	44.5	44.5
7	87.5	1:8	141	188	182	138	44.4	42.8	42.7
8	85.7	1:7	183	184	186	184	42.6	41.0	41.1
9	83.3	1:6	183	190	195	184	41.2	41.0	40.9
10	80.0	1:5	190	177	178	192	40.8	—	—
ll⁺⁾	80.0	1:5	180	178	—

Penetration nach nochmaligem Aufwärmen der untersuchten Mischung.

Wie Tabelle I zeigt, steigt bei Bitumen B 80 die Penetration von etwa 8 mm bei reinem Bitumen auf etwa 40 mm bei einem Zusatzmittelanteil von 25 bis etwa 34%, während der Erweichungspunkt von etwa 49°C bei reinem Bitumen auf etwa32^eC bei einem Zusatzmittelanteil von 25% und auf etwa 29°C bei einem Zusatzmittelanteil von etwa 34% fiel.

Aus Tabelle II ergibt sich, daß bei dem sehr harten Bitumen B 45 die Penetration von etwa 3,7 bzw. 3,5 mm bei reinem Bitumen auf etwa 18 bis 19 mm anstieg, bei einem Zusatzmittelanteil von etwa 20%. Die Erweichungstemperatur fällt von einem Wert von etwa 59°C bei reinem Bitumen auf etwa 41°C bei einem Zusatzmittelanteil von etwa 20%.

A 0 9 8 4 6 /⁵CTB 7 2

- 6 - A 12 632

Die Tabellen zeigen, daß durch die Zugabe des Zusatzmittels das harte Bitumen weicher und damit leichter verarbeitbar wird. So erhielt man beispielsweise durch Zugabe von etwa 12% Zusatzmittel zu Bitumen B 45 etwa die Penetration und die Erweichung eines Bitumens B 80, während bei einer Zugabe von etwa 15 bis 20% Zusatzmittel zu Bitumen B 45 etwa die Eigenschaften von Bitumen B 200 erhalten wurden.

Bei Bitumen B 80 ergab sich eine Erweichungspunkt-Erniedrigung von etwa 1 bis 2°C für eine Zugabe von jeweils 2% Zusatzmittel. Bei Bitumen B 45 ist diese Erweichungspunkt-Erniedrigung noch deutlicher ausgeprägt und erreicht teilweise etwa 3 C bei einei Zugabe von jeweils 2% Zusatzmittel.

Aus den Tabellen I und II wird deutlich, daß hartes Bitumen, wie insbesondere B 45 und auch B 80 durch die Zugabe des Zusatzmittels Prosable in seinen Eigenschaften derart verändert werden kann, daß der Erweichungspunkt abnimmt und die Penetration steigt.

Dies hat zur Folge, daß ein Asphaltbeton-Gemisch, bei dem als Bindemittel das erfindungsgemäße Bitumenmaterial verwendet wird, wesentlich leichter verarbeitet und verdichtet werden kann, als z.B. bei Verwendung von reinem B 45 oder reinem B 60. Tatsächlich läßt sich das auf diese Weise hergestellte Mischgut ebenso problemlos verarbeiten wie ein Asphaltbeton-Mischgut, das als Bindemittel ein wesentlich weicheres Bitumen, z.B. Bitumen B verwendet.

überraschenderweise wurde aber nun festgestellt, daß bei Straßendecken aus Asphaltbeton, die als Bindemittel das erfindungsgemäße Bitumenmaterial (also Bitumen B 45 oder B 60 + Zusatzmittel) verwenden, der Verformungswiderstand und die Abriebfestigkeit, d.h. allgemein die Verschleißfestigkeit beträchtlich erhöht werden konnten, wobei die Werte des Gußasphaltes erreicht wurden, wie

403 846/0 57 2

sich aus nachfolgendem Versuch ergibt.

Versuch 2:

A 12

Es wurde ein Mineralgemisch folgender Zusammensetzung verwendet:

35 Gewichtsteile Kiessplitt 8/12 15 Gewichtsteile Kiessplitt 5/8 15 Gewichtsteile Kiessplitt 2/5 12 Gewichtsteile Brechsand 12 Gewichtsteile Natursand 10 Gewichtsteile Kalksteinfüller

1 Gewichtsteil Asbest

Diesem Mineralgemisch wurden als Bindemittel 7,4 bzw. 7,8 Gewichtsteile Bitumenmaterial zugegeben, das seinerseits aus 9 Gewichtsteilen Bitumen B 45 und 1 Gewichtsteil des Zusatzmittels Prosable bestand.

Aus diesem Mischgut wurden Probekörper nach dem Marshallverfahren hergestellt und nach DIN 1996, Blatt 13 (Eindruckversuch mit ebenem Stempel) geprüft. Entgegen der Vorschrift von, DIN 1996 wurden jedoch bei den nachfolgenden Versuchen A und C die Probekörper nur mit 25 Schlagen verdichtet, anstatt mit 50 Schlagen, wie in DIN 1996 vorgeschrieben ist.

In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse dieses Versuches aufgeführt.

A: 7,4% Bitumenanteil i.H. bei 40⁰C in 1/100 mm 25 Schläge

Tabelle	III	Standzeit	Min	1.
		15	Min	98
H.	20	Min	111
	25	Min	120
	30		123
	- 8 -	72
	6/05
40984

2. Mittel

	_ Q —.	112	A	12 632
		120		2321783
B: 7,4% Bitumenanteil i.H.	5 Min	125	146	129
bei 40°C	10 Min	128	156	138
in 1/100 mm	15 Min	130	163	144
50 Schläge	20 Min	132	167	148
	25 Min	133	170	150
	30 Min	134	172	152
	35 Min	158	174	154
	40 Min	181	176	155
C: 7,8% Bitumenanteil i.H.	5 Min	193	162	160
bei 40°C	10 Min	202	186	183
in 1/100 mm	15 Min	209	198	195
25 Schläge	20 Min	215	206	204
	25 Min	220	212	210
	30 Min	224	217	216
	35 Min	132	221	220
	40 Min	143	225	224
D: 7,8% Bitumenanteil i.H.	5 Min	149	148	140
bei 40°C	10 Min	153	161	152
in 1/100 mm	15 Min	156	168	159
50 Schläge	20 Min	158	173	163
	25 Min .	160	176	166
	30 Min	162	179	169
	35 Min	181	171
	40 Min	183	172

Die technische Vorschrift "Bituminöser Straßenbau 6/60" fordert für Gußasphalt bei einer Temperatur von 40°C_f einer Belastungsdauer von 30 Minuten und einer Verdichtung mit 50 Schlägen eine Eindrückung von 1 bis 6 mm für Durchgangsverkehr und 1 bis 4 mm für Standverkehr.

Wie die Tabelle zeigt, ergeben sich bei diesen Daten im Versuch A

409846/0572

- 9 - A 12 632

eine Eindrückung von 1,23 mm; beim Versuch B eine Eindrückung von 1,52 mm; beim Versuch C eine Eindrückung von 2,16 mm und beim Versuch D eine Eindrückung von 1,69 mm.

Ein Vergleich zeigt, daß die für Gußasphalt geforderten Werte in beiden Fällen von allen untersuchten Probekörpern erfüllt werden und zwar auch dann, wenn, wie in den Versuchen A und C die Probekörper nur mit 25 Schlagen verdichtet wurden.

Eine Untersuchung des Hohlraumgehaltes bzw. der Raumdichte ergab, daß bereits mit 25 Schlagen eine Verdichtung von 99,2% erreicht wurde.

Die Erfindung ermöglicht es somit, Straßendecken aus Asphaltbeton herzustellen, deren Festigkeitswerte denen von Gußasphalt gleichkommen, deren Verlegung schneller und einfacher und mit geringerem maschinellen Aufwand möglich ist als die Verlegung von Gußasphalt.

409846/0572

Claims

A 12 632 /ο Patentansprüche

1. Bitumenmaterial zur Herstellung von Deckenbelägen für Straßen und dergleichen, insbesondere Deckenbelägen aus Asphaltbeton, dadurch gekennzeichnet , daß es aus einem Gemisch aus einem harten Bitumen (z.B. B 45; B 60) und einem Zusatzmittel (z.B. Prosable) besteht.

2. Bitumenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis der Anteile von Zusatzmittel zu Bitumen bezogen auf das Gewicht im Bereich von etwa 1:10 bis etwa 1:3 liegt.

3. Bitumenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil des Zusatzmittels bezogen auf das Gesamtgewicht etwa 12 bis etwa 15 Gewichtsprozent beträgt.

4. Mischgut für Deckenbeläge von Straßen und dergleichen, bestehend im wesentlichen aus Splitt, Sand und Füllstoffen, unter Verwendung eines Bitumenmaterials als Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Material etwa 7 bis 8 Gewichtsprozent Bitumenmaterial enthält.

5. Mischgut nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus etwa 65 Gewichtsteilen Kiessplitt, etwa 24 Gewichtsteilen Sand, etwa 10 Gewichtsteilen Kalkstein, etwa 1 Gewichtsteil Asbest und etwa 7,4 bis 7,8 Gewichtsteilen Bitumenmaterial besteht.

409846/0572

A 12 632

6. Mischgut nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Bitumenmataial aus 9 Gewichtsteilen Bitumen B 45 und 1 Gewichtsteil Zusatzmittel besteht.

7. Verwendung eines zur Erhöhung der Haftfestigkeit von Straßendeckenbelägen auf dem Untergrund dienenden ansich bekannten Zusatzmittels zur Herstellung eines Asphaltbeton-Belages mit erhöhter Festigkeit.

40 9 846/0572