DE2728181C3

DE2728181C3 - Vorrichtung zur Herstellung von Probekörpern aus nichtgießfähigen bituminösen Massen

Info

Publication number: DE2728181C3
Application number: DE19772728181
Authority: DE
Inventors: Karl Prof. Dipl.-Ing. 6101 Seeheim Listner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2728181A1; DE2728181B2

Description

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Die Windung betrifft eine Vorrichtung zur Herste! lung von Probekörpern aus nichtgießfähigen bituminösen Massen (Mischgut) /u deren Prüfung nach dem 4-, Marshall-Verfahren, bestehend aus einer Einspannvorrichtung für eine mit dem Mischgut füllbare Verdichtungsform, die einen Formzylinder und ein darauf aufgesetztes Aufsat/stück umfaßt, und einer Halterung für eine lotrechte Führungsstange eines ',n Fallhammcrs. an deren unterem Ende ein in dem Aufsat/stück gleitend geführtes Bodenstück befestigt ist. auf dessen Kopf der F-allhammer auftrifft und dessen Bodenfläche auf dem /u verdichtenden Mischgut aufliegt. γ,

Die Probekorper dienen /ur Durchführung von physikalischen und mechanisch-technologischen Prüfungen an Mischgutsorien für Deckschichten, Binderschichten und bituminöse Tragschichlen 1. B. im Straßenbau. Das MarshalUVerfahren ist in DIN 199b, Blatt 4_f beschrieben.

Def Pröbeköfper für den sogenannten Marshall-Versuch ist ein Kreiszylinder, dessen Durchmesser Und Höhe vorgegeben Sind. Die VerdichfUngsforrrl besteht aus einem Formzylinder, iri den das zu verdichtende Mischgut eingegeben wifd, und einem darauf ällfgesetzten Aufsatzstück, in Weichem das Bodenstück gleitend geführt ist. Auf den Kopf des Bodenslücks schlägt der Fallhammer von 4550 g Gewicht aus einer Fallhöhe von 460 mm, und die zur Schlagrichtung senkrechte Bodenfläche des Bodenstücks überträgt den Schlag auf das bituminöse Mischgut, das bei einer Temperatur von 130 bis 140⁰C mit je 50 Schlagen auf jede Seite verdichtet wird.

Das gleiche Mischgut erfährt jedoch beim Einbau und unter späterer Belastung andersartige Beanspruchungen:

(a) Die Verdichtung beim Einbau auf der Baustelle erfolgt einmal durch senkrecht wirkendes Gewicht (verstärkt durch Vibration) und/oder zum anderen durch intensives Kneten unter Gewichtstinwirkung (z. B. durch Gummiradwalzen),

(b) die Nachverdichtung des Straßenverkehrs, insbesondere in den warmen Sommermonaten, geschieht ebenfalls durch Kneten unter Gewichtseinvirkung.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß die Hohlraumverhältnisse im normgemäß verdichteten Probekörper den tatsächlichen Verhältnissen nur unvollkommen entsprechen. Es wurden daher Forderungen erhoben, neue Prüftechniken zu entwickeln oder die auf das Marshall-Verfahren bezogenen Anforderungen zu ändern.

Ausgehend von d'.esem Stand der Technik liegt dem Anmeldungsgegenstand die Aufgabe zugrunde, die normgemäße bekannte Vorrichtung so zu verbessern, daß bei möglichst wirklichkeitsnaher Simulation der in der Praxis auftretenden Beanspruchungen der nichtgießfähigen bituminösen Massen das überaus weit verbreitete Marshall-Verfahren im wesentlichen beibehalten werden kann und die Anforderungen nicht geändert werden müssen, da solche Änderungen erfahrungsgemäß neue Unsicherheiten heraufbeschwören.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Normale der Bodeiuläche im Ganzen oder in Teilen eine Neigung gegenüber der Lotrechten hat und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, durch die das Bodenstück und die Verdichtungsform zwischen zwei Schlagen des Fallhammers relativ zueinander um einen vorgegebenen Betrag versetzt werden.

Durch die Arbeitsweise der so ausgebildeten Vorrichtung wird das in der Verdichtungsform befindliche Mischgut nicht nur durch Schlag, sondern auch durch Kneten verdichtet, und zwar durch seitwärts wirkende Komponenten, deren Richtung sich mehrfach ändert.

Dabei hat man

in Form und Rapport des Flächenmusters der Bodenfläche.

Größe des Neigungswinkels (absolut oder im Mittel),

Größe und Häufigkeit des Versat/es

Parameter /ur Verfügung, nut denen man die Herstellung nach den jeweiligen Prüfbedingungen optimieren kann.

In einer bevorzugten Ausführungsfurm der Erfindung Wird das Böd^hstÜck nach einer vorgegebenen Anzahl (n £ Ji ganzzahÜg) von Schlägen Um einen Vorgegebefieri Winkel (φ) um die FührUilgsstäfige gedreht. Dies kann t, B, ohrte große Änderungen an dem herkömmlichen MarshalUVerdichturigsgerät nach DIN 1996 in der Weise geschehen, daß das ßödefistüek drehsehlüssig mit der Führungsstarige gekuppelt ist und diese ein klinkenrad trägt, in welches eine von der AtlfzugVor-

richtung des Fallhammers oder von diesem selbst betätigte Schaltklinke eingreift. Über ein Zwischenrad kann in bekannter Weise die Fortschaltung nach jedem Aufzug oder erst nach mehreren Aufzügen des Fallhammers erfolgen.

In der einfachsten Ausführung ist die Bodenfläche des Bodenstücks plan und um einen vorgegebenen Winkel (tx) gegen die Lotrechte geneigt Sie kann aber auch mit prismen- oder kalottenförmigen Erhebungen oder Mischformen aus beiden besetzt sein. Wesentlich ist, daß während der vorgegebenen Anzahl von Schlagen alle Volumenelemente des Mischgutes in unterschiedlichen Richtungen geknetet werden. Dabei werden mit zunehmender Verdichtung immer tiefere Schichten erreicht

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeijrt

F i g. 1 eine Vorrichtung /ur Herstellung zylindrischer Probekörper im Längsschnitt

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführung des Bodenstücks zu F i g. 1 in Untersicht gegen die Bodenfläche und im Längsschnitt.

In F i g. 1 liegt auf einem Holzklotz 1 eine Stahlplatte 2. auf der eine Grundplatte 3 aufgespannt ist. Diese Grundplatte trägt die Verdichtungsform 4, die aus dem Formzylinder 5 und dem darauf aufgesetzten Aufsatzstück 6 besteht.

In der Achse der Verdichtungsform 4 ist an einem (nicht dargestellten) Halter die Führungsstange 7 für den Fallhammer 8 angeordnet Am unteren Ende de,· Führungsstange 7 ist das zweiteilige Bodenstück 9, 10 angeordnet. Sein oberer Teil 9 ist mit seitlichen Führungen 9.1 in dem Aufsatzstück 6 zentriert und geführt. Sein Teller 10 ist mit dem unteren Ende der Führungsstange 7 über ein Sechskant-Kupplungsteil 11 drehschlüssig gekuppelt, aber axial um einen gewissen Betrag verschiebbar und durch eine Schraubenfeder 12 in der oberen Lage gehalten.

Der Formzylinder 5 wird mit der zum Probekörper zu verdichtenden Mischgutmenge gefüllt. Der Fallhammer 8 fällt aus der durch die Marke ν angedeuteten Höhe auf den oberen Teil 9 des Bodenstücks herunter und der Teller 10 überträgt mit seiner Bodenfläche 10.1 die Sehlagenergie ai'f das eingeschlossene Volumen des Mischgutes.

W ie F i g. I erkennen läßt, ist die Bodenfläche 10.1 des Bodenstücks 9.10 plan und unter einem Winkel * gegen die Lotrechte, d. i. die Achse der Anordnung, geneigt. Dadurch wird eine seitliche Verschiebung von Volumenelementen, in Fig. 1 von links nach rechts, bewirkt. Um ein gleichmäßiges Durchkneten des Mischgutes zu erreichen, wird der Teller 10 intermittierend zwischen /v ei Schlagen um einen Winkel gedreht. Dies kann in der Weise geschehen, daß die mit 13 angedeutete Vorrichtung, die den Fallhammer 8 hochzieht (untere - · - Wirkungslinie) zugleich über eine (nicht dargestellte) Schaltklink; (obere - Wirkungslinie) in ein auf dem Vierkant 7.1 der Führungsstange 7 sitzendes Klinkenrad 14 eingreift pie sich drehende Führungsstange 7 nimmt über die Sechskantkupplung 11 den Teller 10 mit.
Mit der dargestellten Vorrichtung können zur Herstellung von Probekörpern die gemäß DIN 1996, Blatt 4, vorgegebenen Bedingungen, wie

Fallgewicht,
Fallhöhe,
'" Schlagzahl.

Verdichtungsiemperatur,
Masse der Einwaage,
Verdichtungszeit

— Wählbare Para-

unverändert übernommen werden,
meter sind

der Neigungswinkel * der Bodenfläche 10.1.

vorzugsweise 3 bis 10 .

die Anzahl π der Schläge, nar- jenen der Teller 10 um den Winkel φ gedieht wird, vr rzugsweise i bis 5.

der Winkel φ, um den der Teller 10 jeweils gedreht wird, vorzugsweise 30 bis 120'.

2i De. mit der Erfindung erzielbare Fortschritt sei an einem Beispiel erläutert:

Aus einem Tragschicht-Mischgut wurden Probe körper normgemäß und nach dem modifizierten Verfahren — mit den Parametern

Neigung der Stahlplatte <x = 5.6'

Drehung nach jedem Schlag n=1
Drehung um einen Winkel 9 =90

— hergestellt. Dabei wurden die aus der folgenden j-, Tabelle ersichtlichen Ergebnisse erzielt:

	Normgemäß	Modifiziert
40 Rohdichte des. Mischgutes,	2.606	2.606
g/cm³
Raumdichte des Probe	2.416")	2.448*)
körpers, g/cm¹
Hohlraumgehalt im	7.29	6.06
⁴¹ Probekörper. %

*) Mittelwert aus 4 Ein/elwerten f 2.440... 2.454).
**) Mittelwert aus j Ein/elwerten (2.409. . 2.431).

Man erkennt daß eine wesentlich bessere Verdichtung erreicht wird

L"ie Erfindung kann in Einzelheiten abgewandelt werden. Dies gilt sowohl für den Mechanismus, mi·, dem -,-> die Drehung von ßodenstück 9, 10 und Vtrdichtungsform 4 relativ zueinander bewirkt wird, wie auch insbesondere für die Gestaltung der Bodenfläche 10.1 des Tellers 10.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Probekörpern aus nichtgießfähigen bituminösen Massen (Mischgut) zu deren Prüfung nach dem Marshall-Verfahren, bestehend aus einer Einspannvorrichtung für eine mit dem Mischgut füllbare Verdichiungsform, die einen Formzylinder und ein darauf aufgesetztes Aufsatzstück umfaßt, und einer Halterung für eine lotrechte Führungsstange eines Fallhammers, an deren unterem Ende ein in dem Aufsatzstück gleitend geführtes Bodenstück befestigt ist, auf dessen Kopf der Fallhammer auftrifft und dessen Bodenfläche auf dem zu verdichtenden Mischgut aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Normale der Bodenfläche (10.1) im Ganzen oder in Teilen eine Neigung gegenüber der Lotrechten hat und daß eine Einrichtung (13,14,11) vorgesehen ist, durch die das Bodenstück (9, 10) und die Verdichtungsform (4) zwischen zwei Schlagen des Fallhammers (8) relativ zueinander urn einen vorgegebenen Betrag versetzt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13, 14, 11) derart ausgebildet ist, daß das Bodem4ück (9,10) nach einer vorgegebenen Anzahl (n > 1, gan/zahlig) von Schlägen um einen vorgegebenen Winkel ((p)um die Führungsstange (7) gedreht wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, d&u das Bodenstück (9, 10) drehschlüssig mit der Führungsstan~e (7) § koppelt ist und diese ein Klinkenrad (7.1) trägt, in welches eine von der Aufzugvorrichtung (11) des F ühammers (8) oder von diesem selbst betätigte Schaltklinke eingreift. a

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (10.1) des Bodenstücks (10) plan ausgebildet ist.