DE2347268C3 - Verfahren zum Herstellen rauher Fahrbahnoberflächen und Bindemittel zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren zum Herstellen rauher Fahrbahnoberfiächen unter Verwendung eines durch Wärme wenigstens einmal erweichbaren Bindemittels und körnigen Zuschlagstoffs, der vom Bindemittel getrennt oder mit ihm gemischt aufgetragen wird.

Bei bekannten Verfahren dieser Art (»Straße und Verkehr«, 1954, S. 166) wird eine alte Fahrbahn erwärmt und anschließend umhüllter Splitt aufgebracht und eingewalzt. Es kann auch Splitt in der, noch warmen Gußasphalt einer neuen Deckschicht eingewalzt werden. Entsprechend einem weiteren bekannten Verfahren wird ein bituminöses Heißgemisch einer Deckschicht aus Splitt und Mastix aufgetragen, dessen Zusammensetzung so bestimmt ist, daß die erforderliche Rauhigkeit der Fahrbahn-Oberflache bereits durch die Splittkörner des Gemisches gewährleistet ist (DT-AS 19 26 808).

Die zunächst erwähnten bekannten Verfahren, bei denen Splitt gesondert aufgetragen >vird, haben den Nachteil, daß der richtige Wärmezustand des Bindemittels abgepaßt werden muß, um eine zu geringe Verankerung der SpliUkörner bzw. deren zu starkes Einsinken zu vermeiden. Aber auch die Arbeitsgänge für das Auftragen und Verteilen des vollständig zusammengesetzten Heißgemisches sind vom Wärmezrstand des Bindemittels abhängig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei dem die Abhängigkeit der örtlichen Baumaßnahmen vom Wärmezustand des Bindemittels zumindest verringert ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Bindemittel in der Form von Granulat und' der Zuschlagstoff auf die Fahrbahndecke aufgebracht und verteilt und anschließend die Materialien wärmebehandelt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgernäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.

Außer der Lösung der gestellten Aufgabe werden durch das erfindungsgemäße Verfahren beim Heißeinbau bekannte Verluste an Bindemittel und Wärmeenergie weitgehend vermieden. Darüber hinaus ist es auch" ohne großen Maschineneinsatz ausführbar und für die Anwendung in kleineren, z. B. steilen, schwer zugänglichen Straß"enbereichen besonders geeignet. In den letztgenannten Fällen können abgemessene Mengen des Bindemittelgranulates und des Zuschlages von Hand oder mit kleinen von Hand geführten Geräten auf die Straßenoberfläche aufgebracht, dort mit Hilfe von Infrarot-Heizern erhitzt und erweicht und dann mit kleinen Straßenwalzen gewalzt werden, wodurch man eine Oberfläche erhält, die in jedem Stück genau so gut ist wie eine, die mit großen Straßenernei-erungsmaschinen auf einer großen Straße hergestellt worden ist. Insbesondere ist auch darauf hinzuweisen, daß das Aufbringen und Ausbreiten des Bindemittelgranulats und des Zuschlags nach jedem beliebigen Zeitplan getrennt oder gemischt erfolgen kann, so daß es keine Rolle spielt, ob die Straßenoberfläche von vielen oder wenigen Arbeitern erneuert wird. Es spielt dabei ebenfalls keine Rolle, ob das Aufbringen des Materials zeitweilig unterbrochen wird.

Andererseits werden aber auch in technologischer Hinsicht Vorteile erreicht, weil das Bindemittel nur für eine verhältnismäßig kurze Zeit in einen fließfähigen Zustand gebracht werden muß, nämlich wenn es mit dem Zuschlag vermischt bereits auf der Straßenoberfläche liegt; das Bindemittel muß dann so lange in dem flüssigen Zustand vorliegen, daß es den Zuschlagstoff und die jeweilige Unterlage benetzen kann. Es kann dann sogleich wieder in den festen Zustand zurückkehren. Infolgedessen lassen sich Materialien verwenden, die bisher bei der Herstellung von rauhen Straßenoberflächen nicht verwendet werden konnten, nämlich wärmehärtbare polymere Materialien, die beim Erhitzen ein flüssiges Stadium durchlaufen, bevor sie aushärten. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können derartige Materialien jetzt mit Erfolg verwendet werden, da sie in granulärer Form zusammen mit dem Zuschlag in den richtigen Mengenverhältnissen auf die Straßenoberfläche aufgebracht werden können, ohne die Gefahr, daß diese Materialien, wie die? bisher der Fall war, vorzeitig aushärten. Die erforderliche Wärme kann dabei ent-

weder durch Vorhei7cn der Unterlage oder mit Hilfe von Infrarot-Heizkörpern anschließend zugeführt werden. Durch diese Wärmezufuhr wird die Temperatur so weit angehoben, daß das Bindemittel aus dem anfänglich festen Zustand zunächst in den flüssigen Zustand übergeht, in welchem es die Straßenoberfläche und die Zuschlagteilchen benetzt, und sich dann zu verfestigen beginnt, wobei in allgemein bekannter Weise eine Polymerisation abläuft, bei der das Bindemittel aushärtet und die Zuschlanteilchen in ihrer Lage festgehalten werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Bindemittel zur Durchführung des erfindungsgeniäßen Verfahrens, wobei vorgesehen ist, daß es entweder aus bituminösem Stotl, thermoplastischem oder thermohärtbarem Kunststoff besteht oder aus mehreren solcher Bindemittel zusammengesetzt ist.

Durch das erfindungsgemäPe Verfahren ist es auch möglich, Bindemittel zu verwenden, die sonst für eine einfache Aufbringung auf die Straßenoberfläche in flüssigem Zustand zu zähflüssig wären. Tatsächlich sind jedoch derartige Bindemittel mit einem niedrigen Eindringwert für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet, weil solche Bindemittel während der Lagerung als Granulate nicht zum Zusammenbacken neigen.

Für seine Eignung als Bindemittel sollte ein Material folgende Bedingungen erfüllen:

1. Das Material muß bei Temperatüren unter 45" C fest sein;

2. falls das Material bei niedriger Temperatur spröde wird, muß der Versprödungspunkt unter 0 C und vorzugsweise unter minus 10 C liegen;

3. das Material muß bei einer Temperatur zwischen 70 und 200° C flüssig werden.

»Flüssig« bedeutet in diesem Zusammenhang einen Zustand des Materials, in dem dieses beweglich und dazu geeignet ist, sowohl die Unterlage als auch den Zuschlag bzw. den Splitt rasch zu benetzen.

Bei dem in der Wärme erreichbaren Bindemittel kann es sich um eine oder mehrere der folgenden Substanzen handeln: Bitumen, Teer, Pech, ein thermoplastisches Polymermaterial wie Athylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate, Polyvinylchlorid, Styrol-Butadien-Styrol-Blockpolymerisate, Kumaron-Inden-Harze, Erdöl- oder Holzharze, thermohärtbare Polymermaterialien von der Art, die (wie im folgenden noch näher erläutert werden wird) beim Erwärmen vor dem Aushärten eine flüssige Phase durchlaufen, z. B. Epoxy-Uberzugspulver, Polyester- oder Alkydharz-Oberzugspulver oder Hexamin-Novolak-Harze.

Die Granulatteilchen des Bindemittels können einen Oberzug aufweisen, der bei höherer Temperatur erweicht als ihr Hauptbestandteil. Sie können außerdem einen oder mehrere Füllstoffe enthalten und schließlich mit pulverförmigem Füllstoff überzogen sein. Hierdurch wird einem unter Umständen möglichen Zusammenbacken des Granulats beim Lagern entgegengewirkt. Alle üblichen Fiillstoffmaterialien können verwendet werden, z. B. Steinstaub, Sand, gemahlener Kalk, Kreide, Hochofen-Schlackenstaub, Ruß.

Das Granulatmaterial kann hergestellt werden, indem man einen dünnen Strom des flüssigen Bindemittels in einen fallenden Strom aus Füllmaterial in eine Mischvorrichtung gießt, so daß Tröpfchen des flüssigen Bindemittels von dem Füllmaterial absorbiert weiden und.oder als Überzug auf dem Füllmaterial haftenbleiben.

Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde folgendermaßen vorgegangen:

Das kalte Bindemittelgranulat wurde auf die zu behandelnde Straßencberfläche aufgebracht, die dann mit Steinsplitt mit einer Nenngröße von 10 mm beworfen wurde, so daß die Oberfläche schließlich mit einer Schicht aus Bindemittelgranulatleilchen und Splitt-Teilchen bedeckt war. Diese Schicht wurde dann mit einer Infrarot-Heizvorrichtung erwärmt; danach ließ man abkühlen. Versuche zeigten, daß die Steinplitt-Teilchen fest an der Straßenoberfläche hafteten. Die aufgebrachten Mengen waren folgende:

Bindemittel 5,4 kg m²

Splitt-Teilchen 9,2 kg/m²

Es kann gegebenenfalls im Unterschied zu diesem Vorgehen zuerst der Zuschlagstoff und danach das Bindemittel aufgebracht werden.

In den folgenden Beispielen werden verschiedene Bindmittelzusammensetzungen und deren Herstellung erläutert.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird eine Möglichkeit der Herstellung des Bindemittelgranulates erläutert, wobei das Bindemittel im wesentlichen aus einem einfach destillierten Bitumen mit einem Penetrationsvermögen von 50 besteht, welches Sand und gemahlenen Kafk, d. h. Calciumcarbonat, als Füllstoff enthält.

1000 g Calciumcarbonat mit einer Teilchengröße, daß 85 ⁰Zo ein Prüfsieb mit 200 Maschen (englische Maßeinheit) passieren, wurden zusammen mit 4000 g Sand in einen Mischer vom Trommeltyp gegeben; der Mischer war schräg gelagert, so daß bei einer Drehung mit konstanter Geschwindigkeit der Inhalt eine Taumelbewegung erfährt. Die Trommel war bei dem Beispiel eine 22'/j-Liter-Trommel, die oben offen war; das Füllstoffgemisch wies normale Umgebungstemperatur auf.

1300 g des Bitumes mit einer Temperatur von 150 C wurden in einem dünnen Strahl zugegeben; das Bitumen war bei dieser Temperatur ganz flüssig. Die Zugabegeschwindigkeit wurde experimentell ermittelt, so daß sich eine maximale Ausbeute an Granulat mit der gewünschten Teilchengröße ergab. Durch die Einstellung des Verhältnisses von Sand und Calciumcarbonat, der Temperatur und der Geschwindigkeit der Bindemittelzugabe läßt sich eine sehr präzise Kontrolle der Teilchengrößen in dem als Endprodukt anfallenden Granulat erreichen. Die Trommel wurde mit einer konstanten Geschwindigkeit von 42 Umdrehungen pro Minute gedreht; das Bitumen wurde mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 65 g pro Minute in den Teil des Trommelmischers gegeben, in den das Füllmaterial fiel. Sobald alles Bitumen zugesetzt worden war, ließ man die Trommel noch rotieren, bis das Granulat abgekühlt und gut mit Füllstoffstaub bedeckt war.

Die Größenverteilung in dem fertigen Bitumen/ Füllstoff-Granulat war wie folgt:

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wird hergestellt, indem man ein Polymer in einem

lcilchcngri^nvcncilune Ciew.ch.spu^nt Lösungsmittel auflöst. Die gebildete Lösung ist bei

, ,_{s 7} .. Umgebungstemperaturen fest. Diese Lösu.ig wird mit

'"'". ^m ' dem" Bitumen zu dem Bindemittel vermischt. Das

6.33 bis 3,35 mm 34,8 ₅ Vermischen kann, jedoch auch dann stattfinden, wenn

3.35 bis 2,36 mm 9,0 die Lösung flüssig ist.

2.36 bis 600 um 14,5 Es wurde ein polyme-modifiziertes Bitumen hcrge-(,00 _sim 34 7 stellt unter Verwendung von Naphthalin als Lösungsmittel und einem Slyrol-Butadicn-Styrol-Mischpoly-

Bindemittelgehalt (600 um bis 6,35 mm) 28.5» ο ¹⁰ rnerisat als Polymerzusatz. Das modifizierte Bitumen

c-ii . ο- κ ι. ifixn l- ^₁₅ ·. ,or η wurde auf eine Temperatur von 110 C erhitzt,

FuHstoffgehalt (600 um bis 6,3i mm) .. 18,0" ο . , , . ,—,, _{n A} c ι

^{6 v} ' worauf der vorgeheizte Füllstoff und Sand zugesetzt

Sandgehalt (600|.m bis 6,35 mm) 53,5",, _Wurden, so daß sich eine Mischung mit folgenden

Ausbeuten an geeigneten Größen 65,3° ο Mengenverhältnissen ergab:

15 Cicw'chtst eile

Die beschriebene Herstellung kann so erfolcen daß ., .._c . „. -,'-, -,

sich bei kontinuierlicher Zugabe von Sand und CaI- Modifiziertes Bitumen 22.7

ciumcarbonat in das untere Ende der Trommel mit Füllstoff, 200 Maschen 18,2

derselben Geschwindigkeit, wie die Granulatteilchen, Sand 59,1

die auf eine geeignete Größe angewachsen sind, zum 20 Gesamt 100

oberen Ende der Trommel wände, η und dort herausfallen, eine kontinuierliche Produktion ergibt. Das Bindcrmiitelcemisch wurde dann abgekühlt „ . -.1T und granuliert, so daß die Teilchengröße 5 bis 10 mm ^elsP^lt: *" betrug. Es ist aber auch möglich, die Komponenten, Bei diesem Beispiel wird ein Bindemittel auf Basis 25 die das Bindemittel bilden sollen, zu vermischen, und eines polymermodifizierten Bitumenmaterials be- durch eine Düse zu extrudieren, worauf das Extrudat schrieben. Das polymermodifizierte Bitumenmatcrial zu Granulatteilchcn geeigneter Größe zerkleinert wird.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen rauher Fahrbahnoberflächen unter Verwendung eines durch Wärme wenigstens einmal erreichbaren Bindemittels und körnigen Zuschlagstoffs, der vom Binden*ittel getrennt oder mit ihm gemischt aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in der Form von Granulat und der Zuschlagstoff auf die Fahrbahndecke aufgebracht und verteilt und anschließend die Materialien wärmebehandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandene Lage der Fahrbahndecke vor dem Materialaustrag erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung durch nach unten gerichtete Strahlungswärme erfolgt.

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwärmten Materialien gewalzt werden.

5. Bindemittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es entweder aus bituminösem Stotl, thermoplastischem oder thermohäitbarem Kunststoff besteht oder aus mehreren solcher Bindemittel zusammengesetzt ist.

6. Bindemittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulatteilcheri einen Überzug aufweisen, der bei höherer Temperatur erweicht als ihr Hauptbestandteil.

7. Bindemittel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen oder mehrere Füllstoffe enthält.

8. Bindemittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulatteilchen mit pulverförmiuem Füllstoff überzogen sind.