DE2926468A1

DE2926468A1 - Verfahren und einrichtung zur aufarbeitung von strassendecken

Info

Publication number: DE2926468A1
Application number: DE19792926468
Authority: DE
Inventors: Morris Richard Jeppson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1979-06-30
Publication date: 1980-01-10
Also published as: JPS6213442B2; GB2024291A; GB2024291B; US4252487A; CA1117342A; JPS5513396A

Description

Hamburg, den 28. Juni 1979 228479 (1692.4-A DJH) Priorität: 30. Juni 1978, U.S.A., Patentanmeldung Nr. 921 O72

Anmelder:

Morris R. Jeppson Carmel California 93921 U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zur Aufarbeitung von Straßendecken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung, mit denen unter Anwendung von Mikrowellenenergie Straßendecken aufgearbeitet und wieder hergestellt werden können.

Straßendecken oder dergleichen zeigen nach einer gewissen Zeit

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Benutzungsspuren und Schäden aufgrund verschiedener Ursachen, z. B. dem Frieren und Tauen von Feuchtigkeit, die sich in Spalten angesammelt hat, von Lastfahrzeugen ausgehenden Stößen und Abnutzungen, dem Setzen des Bodens und der Wärmeausdehnung und -Zusammenziehung. Die vollständige Erneuerung einer ausgedehnten, beschädigten Fläche ist teuer und erfordert auch große Mengen an auf der Basis von Erdöl hergestellte» Asphalt oder anderen Materialien, die knapp und teuer geworden sind. Infolgedessen werden dort, wo es möglich ist, Straßen und andere mit Pflasterdecken versehene Flächen zunehmend dadurch ausgebessert, daß begrenzte kleine beschädigte Bereiche wieder hergestellt werden. Hierzu werden Spalten, Schlaglöcher und andere Unebenheiten mit neuem Pflastermaterial oder Ausbesserungsmischungen ausgefüllt. D. h. , daß kleine Bereiche, die solche Fehler zeigen, in begrenztem Maße mit einer neuen Decke oder mit einem verhältnismäßig dünnem Überzug an Deckenmaterial versehen werden.

Bekannte Verfahren zur begrenzten Ausbesserung von Straßendecken sehen die Aufheizung der Decke oder der mit einer Decke zu versehenen Fläche vor oder werden zumindest dadurch besser wirksam, wenn der bearbeitende Bereich bis zu einer Tiefe von mehreren Zentimetern und mehr erwärmt wird. Bei der Ausbesserung von Asphaltbeton z. B. wird eine bessere Bindung des Ausbesserungsmaterials oder des neuen oder aufgearbeiteten Straßendeckenmaterials mit den anschließenden Bereichen der bereits vorhandenen Decke erzielt, wenn die alte Decke während solcher Reparaturen in der Tiefe erwärmt wird. Bei Portlandzementbeton führt die Tiefener—

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wärmung der Decke in. der Nachbarschaft von Spalten oder anderen Unebenheiten, die mit Materialien, wie polymerisierbaren Ausbesserungsgemischen, gefüllt werden, zu einer besseren Bindung
und kann auch eine schnellere und gleichmäßigere Aushärtung des Püllmaterials fördern.

Bei üblichen Verfahren zum Aufheizen einer Straßendecke oder
dergleichen ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten. Verbrennungsheizer, Infrarotheizer und dergleichen übertragen die Wärme unmittelbar auf die Oberfläche der Straßendecke. Es ist dann erforderlich, den langsamen Vorgang der Wärmeleitung nach unten abzuwarten, durch den die Temperatur der derunterliegenden Bereiche der Decke angehoben werden soll. Es entsteht ein starker Temperaturgradient nach unten, falls nicht die Erwärmungszeit unerwünscht lange ausgedehnt wird, um eine allmähliche Verteilung der Wärme durch Leitung zu ermöglichen. Um die Temperatur in tieferen Bereichen der Decke auf eine gewünschte Höhe zu bringen, kann es
auch erforderlich werden, die Oberflächen stärker als erwünscht zu erwärmen. Die Überhitzung der Oberfläche kann dann selbst zu Schäden führen auch kann sich der Asphalt entzünden, oder starker Bauch entwickelt werden. Eine Überhitzung der obersten Teile der Decke zur ausreichenden Erwärmung der tieferen Abschnitte ist auch deshalb unerwünscht, weil dabei übermäßig Energie eingesetzt werden muß.

Die Anwendung üblicher Erwärmungsverfahren in Verbindung mit der örtlichen Ausbesserung von beschädigten Straßendecken führt außer-

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dem gewöhnlich zu einer schlechten Bindung des zugesetzten Ausbesserungsmaterials oder des neu aufgemischten vorhandenen Pflastermaterials mit den angrenzenden Bereichen der alten Straßendecke. Bei den meisten vorhandenen Ausflickungen von Spalten, Schlaglöchern oder dergleichen ist eine sehr schlechte Bindung mit der angrenzenden alten Decke vorhanden; das Endergebnis ist eine schnelle Verschlechterung des Zustandes der Decke.

Diese Schwierigkeiten können erheblich verringert oder ausgeschaltet werden, wenn zur Erwärmung begrenzter Bereiche der Straßendecke in der Tiefe im Zusammenhang mit Ausbesserungsarbeiten Mikrowellenenergie eingesetzt wird. Mikrowellenenergie, die an sich keine Wärmeenergie ist, dringt buchstäblich momentan in die Tiefe der Straßendecke bis zu mehreren Zentimetern und mehr ein und wird innerhalb des ganzen, von den Mikrowellen durchdrungenen Deckenvolumens aufgrund des elektrischen Zusammenwirkens mit den dielektrischen Bestandteilen der Decke in Wärme umgewandelt, von allem durch das Zusammenwirken mit den in der Decke enthaltenen Gesteinszuschlägen. Das Ergebnis ist eine schnelle und verhältnismäßig gleichmäßige Erwärmung der Decke bis zu einer merklichen Tiefe. Ein Deckenabschnitt aus Asphaltbeton mit einer oder mehreren Spalten, Schlaglöchern oder dergleichen kann schnell zu einem halbflüssigem Zustand zersetzt werden. Die Bestandteile können dann zusammen mit neuen Materialien, die zugesetzt werden, wieder aufgemischt und erneut verdichtet werden. In ähnlicher Weise kann durch Erwärmung von Decken aus Portland-

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Zementbeton mit Mikrowellenenergie bis zur Tiefe die Aushärtung von polymeren Ausbesserungsmassen und dergleichen erleichtert und die Bindung des Ausbesserungsmaterials mit dem Beton verbessert werden.

Vom Standpunkt der Energieausnutzung war die Mikrowellenerwärmung bisher ziemlich unwirksam und dadurch auch kostspielig. Die schließlich als Wärme in der Decke in Erscheinung tretende Energie wird ursprünglich dadurch erzeugt, daß in einem motorgetriebenen Generator Kraftstoff verbraucht wird und dieser Generator dann elektrische Energie zur Erregung der Mikrowellenquellen liefert. Die die Genratoren treibenden Motoren sind meistens Verbrennungskraftmaschinen, bei denen 70% des Energieinhaltes des verbrauchten Kraftstoffes als Abgaswärme ungenutzt bleibt oder an die Umwelt abgegeben wird.

Die Nachteile der bekannten Verfahren zur Aufheizung von Straßendecken mit Mikrowellenenergie sind nicht auf die mangelhafte Energieausnutzung beschränkt. Die Mikrowellenerwärmung von Straßendecken durch bekannte Verfahren führt auch zu einem Temperaturgradienten in der Straßendecke, der jedoch umgekehrt verläuft wie der Gradient, der bei der Erwärmung durch frühere Verfahren entsteht. Die Mikrowellenbestrahlung führt dazu, daß tiefere Bereiche der Decke stärker als die Oberfläche erwärmt werden. Vermutlich entsteht der umgekehrte Temperaturgradient tfeilsweise dadurch, daß Feuchtigkeit verdampft, die

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durch die Mikrowellenerwärmung nach oben getrieben wird; auch die Kühlung durch Wärmeabgabe an die Luft ist ebenfalls an der Oberfläche, insbesondere bei kaltem Vetter, wesentlich stärker.

Obwohl der durch Mikrowellenerwärmung erzeugte Temperaturgradient meistens weniger stark als der entgegengesetzte, duch frühere Verfahren erzeugte Temperaturgradient ist, ist eine gleichmäßigere Erwärmung erwünscht. Außerdem zeigen manche Art von Straßendecken, z. B. aus altem Asphaltbeton, eine harte trockene Kruste von mehreren Millimetern Stärke, von der angenommen wird, daß sie dadurch entstanden ist, daß die flüchtigeren Bestandteile des Asphaltbindemittels während der vorhergehenden Zeit verdampft sind. Wo auszubessernde Straßendecken derartige Erscheinungen zeigen, ist eine mit bezug auf die tieferen Bereiche der Decke stärkere Erwärmung der Oberfläche erwünscht, um diese Kruste zu zersetzen.

In einer älteren Anmeldung P 27 58 601.2 des selben Anmelders sind Verfahren und Einrichtungen beschrieben, welche die vorstehend besprochenen Schwierigkeiten verringern oder vermeiden. Die Einrichtung der älteren Anmeldung kann zwar für die Ausbesserung von begrenzten kleinen Bereichen einer beschädigten Straßendecke verwendet werden, das System ist jedoch im wesentlichen für die laufende Wiederaufarbeitung von länglichen Straßendeckenstreifen gedacht, wobei die Erwärmung und die anderen Arbeitsgänge ausgeführt werden, während die Einrichtung lägsam über den zu bearbeitenden Streifen hinwegfährt. Die Erfindung bezweckt eine Ausgestaltung

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dadurch, daß demgegenüber weniger komplizierte und aufwendige Einrichtungen und Verfahren entwickelt werden, die insbesondere für stationäre Ausbesserungen Erneuerungen oder andere Instandsetzungsarbeiten auf verhältnismäßig kleinen und begrenzten Bereichen von Straßendecken eingesetzt werden.

Für die Ausführung der Erfindung wird ein Straßendeckenabschnitt oder dergleichen dadurch erwärmt, daß Mikro— wellenenergie nach unten in die Decke gerichtet wird, um in der Decke einschließlich dem darunter befindlichen Bereich Wärme zu erzeugen, wobei gleichzeitig thermische Energie auf die Oberseite der Decke aufgebracht wird, um die Mikrowellenerwärmung des obersten Bereiches der Decke zu ergänzen.

Die dafür vorgesehene Einrichtung zur Erwärmung von Straßendecken und/oder den auf der Oberfläche liegenden Deckenmaterialien weist eine Energieaufbringungsvorrichtung auf, die auf einen zu erwärmenden begrenzten Bereich der Straßendecke gestellt werden kann, um mittels Mikrowellenausstrahlung Wärme im Inneren der Decke zu erzeugen. Weiter ist die Einrichtung mit Oberflächenheizvorrichtungen versehen, mit denen zusätzliche Wärme unmittelbar auf die Oberseite der Straßendecke übertragen werden kann, über der die Mikrowellenvorrichtung steht.

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Die Kosten zur Aufheizung der Straßendecke werden dadurch verringert und die Energiequellen, die im Zusammenhang mit der Mikrowellenerwärmung der Straßendecke eingesetzt werden, wirksamer dadurch ausgenutzt, daß die thermische Energie der Abgase genutzt werden, die aus den mit Kraftstoff betriebenen Motoren stammen, welche die zur Erregung der Mikrowellenquellen dienenden Elektrogeneratoren antreiben. Damit wird eine zusätzliche Oberflächenerwärmung der Straßendecke ¹ erreicht.

Durch Kombination der Mikrowellenerwärmung der Straßendecke in der Tiefe mit der unmittelbaren zusätzlichen Aufbringung von Wärme auf die Deckenoberflache kann der sonst durch Mikrowellenenergie erzeugte umgekehrte Temperaturgradient verringert, vermieden oder umgekehrt werden, je nach den Erfordernissen des jeweiligen Arbeitsganges. Eine Abkühlung der Oberfläche wird vermieden, und die Temperaturbedingungen bei Ausbesserungsarbeiten können genauer gesteuert werden. Bei Ausnutzung der thermischen Energie der Abgase, die von den Motoren stammen, die in der Einrichtung verwendet werden, ergibt sich eine merkliche Ersparnis und Verbesserung in der Ausnutzung der eingesetzten Energie.

Die Erfindung erleichtert erheblich die verschiedensten Arten von Ausbesserungsarbeiten. Begrenzte beschädigte Bereiche von Straßendecken aus Asphaltbeton oder anderen thermoplastischen

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Materialien mit Spalten, Schlaglöchern oder dergleichen können schnell und tiefgreifend durch die kombiiierte Anwendung von Mikrowellen und Oberflächenerwärmung zersetzt und dann erneu::t gemischt und wieder verdichtet werden, während sie noch im erwärmten Zustand sind. Zusätzliches Straßendeckenmaterial kann auf den Spalten und Schlaglöchern aufgebracht oder in einer Oberflächenschicht verteilt werden und wird zusammen mit der alten Straßendecke erwärmt. Die Bindung eines begrenzten aufgearbeiteten Bereiches dieser Art mit den benachbarten unbehandelten Deckenabschnitten ist stärker, wenn nur der mittlere Bereich der zu erwärmenden und zu zersetzenden Deckenschicht erneut durchgemischt wird, während der Grenzbereich des erwärmten Gebietes in diesem Sinne unbearbeitet bleibt. Stattdessen kann die alte beschädigte Straßendecke erwärmt werden, bevor die Spalten und Löcher mit neuem, heißem Gemisch oder anderen Ausbesserungsmaterialien gefüllt werden, so daß damit eine starke Bindung zwischen dem neu zugeführten und dem alten Material erzielt wird. Das Verfahren und die Einrichtung können auch benutzt werden, um andere Arten von Beton zu erwärmen, dessen Spalten und Unebenheiten mit polymerer Ausbesserungsmasse oder dergleichen gefüllt werden. Auch sind Ausbesserungsarbeiten möglich, die die Aufbringung von neuen oder aufgearbeiteten Straßendeckenmaterialien auf alten beschädigten Straßendecken vorsehen.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung beispielsweise erläutert und

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dargestellt ist. Es zeigen:

Pig. 1 vereinfacht Schritte zur Ausführung des Verfahrens bei Reparaturen und anderen Arbeiten

Pig. 2 ein Diagramm der in verschiedenen Tiefen gemessenen Temperaturen in einem Asphaltbeton nach Mikrowellen— bestrahlung der Probe, wobei gleichzeitig die dadurch bewirkte Änderung in der Temperaturverteilung veranschaulicht wird,

Pig. 3 eine der Pig. 1 entsprechende Darstellung des Verfahrens unter Einschaltung zusätzlicher Schritte,

4A schematisch einen Querschnitt durch aneinandergren zende Abschnitte von zwei getrennt hergestellten Streifen aus Asphaltbeton, wobei Isothermen innerhalb der Decke nach Erwärmung gemäß der Erfindung dargestellt sind,

fig. 4B den gleichen Abschnitt wie Pig. 4-A nach zusätzlichen Arbeitsgängen, die zu einer abgewandelten Temperaturverteilung führen,

Pig. 5Δ eine Seitenansicht einer Einrichtung zum Erwärmen einer Straßendecke einschließlich einer Einrichtung zur Übertragung und Aufbringung von Energie im angehobenen Zu—

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stand, der dem Fahrzustand des mit der Einrichtung versehenen Fahrzeugs entspricht,

Fig. 5B die Einrichtung nach Fig. 5A mit der Vorrichtung zur Energieaufbringung in Arbeitsstellung,

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt, entsprechend der Linie VI-VI, der Fig. 7, durch die Einrichtung zur Energieübertragung als Bestandteil der Einrichtung der Figuren J?A und 5B in Arbeitsstellung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf den hinteren Teil der Straßendeckenerwärmungseinrichtung der Fig. $B und

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7.

Eine schnelle und verhältnismäßig gleichförmige, tiefgreifende Erwärmung eines ausgewählten Straßendeckenbereiches 11, siehe Fig. 1, wird durch eine Kombination von Erwärmungsschritten erreicht. Mikrowellenenergie wird nach unten in den ausgewählten Bereich einschließlich der unter der Oberfläche liegenden Abschnitte der Straßendecke, gerichtet, und thermische Energie wird unmittelbar auf die Oberfläche 12 des ausgewählten Bereiches gerichtet. Die Anwendung von zusätzlicher Wärme auf die Oberfläche wirkt einerseits einer Neigung der Mikrowellenerwärmung entgegen, die unmittelbaren Oberflächenbereiche der Straßendecke zu wenig

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zu erwärmen, und verhindert andererseits die Kühlungswirkun— gen an der Oberfläche, die sonst an der Oberfläche stärker als in größerer Tiefe innerhalb der Straßendecke sich bemerkbar macht. Während der Erwärmung des ausgewählten Straßendeckenbereiches wird eine Begrenzung 10 hergestellt, welche die Ausbreitung von Mikrowellenenergie nach oben und außen blockiert. Die Straßendecke 11 wird durch die Eoabination dieser Schritte viel stärker und verhältnismäßig gleichförmiger als nach älteren Methoden erwärmt, die völlig auf die nach unten gerichtete Leitung der Wärme beschränkt sind. Die Straßendecke kann dort, wo es erwünscht ist, zweckmäßiger tiefgreifend erwärmt werden.

Die Zuführung zusätzlicher thermischer Energie unmittelbar auf die Deckenoberfläche 12 kann durch eine Vielzahl von Oberflächenerwärmungsverfahren erreicht werden, z. S. durch Verbrennungsheizer oder Infrarotheizer. Vorzeigsweise wird an der Oberfläche 12 eine Umgebung aus heißem Gas hergestellt. Die Vorrichtungen, die zur Absperrung des Mikrowellenbehandlungsbereiches unmittelbar über der Straßendecke eingesetzt werden, können auch benutzt werden, um angrenzend an die Straßendeckenoberseite einen heißen Gasbereich abzugrenzen.

Die Verfahrensbedingungen, wie das Energieniveau für die Mikrowellen und die Gastemperaturen, sind nach der Art der zu er-

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wärmenden Straßendecke 11 und der Art der Ausbesserungsarbeiten zu wählen, die an der erwärmten Pflasterdecke ausgeführt werden sollen. Für bestimmte Verfahrensbedingungen werden nachstehend besondere Beispiele gegeben.

Ansich können Mikrowellenfrequenzen in einem weiten Bereich für die Erzeugung von Wärme in Straßendecken eingesetzt werden, wobei sie mit den Gesteinszuschlag zusammenwirken. Die tatsächlich zu benutzende Frequenz ist gewöhnlich durch staatliche Vorschriften festgelegt, die bestimmte besondere Frequenzbereiche für bestimmte Verwendungsarten freigeben. Zur Zeit sind z. B. in den Vereinigten Staaten von Amerika zwei Frequenzen, nämlich 915 MHz und 245O MHz, für industrielle Anwendungen von Mikrowellenenergie freigegeben. Es können aber auch andere Frequenzbereiche benutzt werden, wo örtliche Vorschriften dies gestatten. Die Intensität der Mikrowellenbestrahlung der Straßendecke 11, ausgedrückt in Energie pro Baumeinheit, bestimmt die Erwärmungszeit, ist jedoch praktischen Grenzen unteru-wrf en. Höhere Intensitäten erfordern teurere Einrichtungen zur Mikrowellenerzeugung und größere Generatoren zur Erregung der Mikrowellenquellen. Z. B. wird durch Aufbringung von 50 kw an Mikrowellenenergie, die im wesentlichen gleichförmig über eine Straßendecke von 1,5 m x 1,20 m verteilt wird und begleitet ist von der Anwendung von heißem Gas mit einer Temperatur von 204⁰C eine Temperatur von 104⁰C in einer Tiefe von etwa 5 cm und Oberflächentemperaturen von 135°G bi 199⁰C in Asphaltbeton nach einer Behandlungsdauer von 20 bis 25 min. erzeugt. Eine im wesentlichen gleiche Temperatur in gleicher Tiefe

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und in einer gleichen Straßendecke wird in nur 4 Minuten erzeugt, wenn Mikrowellenenergie mit einer Intensität von 215 kw/m angewendet wird, begleitet von der Anwendung von heißem Gas auf die Oberfläche mit einer Temperatur von 204⁰C.

Die Kurve 13 in Fig. 2 zeigt den Temperaturgradienten, der in einer Asphaltbetonprobe allein durch Mikrowellenbestrahlung mit einer

Intensität von 215 kw/m über eine Dauer von 4 min. erzeugt worden ist. Die maximale Pfalstertemperatur von 107⁰C tritt in einer Tiefe von etwa 5 cm und nicht etwa an der Oberfläche auf, wo die Temperatur nur 93°C beträgt. Die Kurve 13 der Fig. 2 ist jedoch nicht notwendig charakteristisch für die volle Größe des umgekehrten Temperaturgradienten in der Nähe der Straßendeckenoberfläche, da in diesem Beispiel Kühlungswirkungen nicht berücksichtigt sind.

Falls die Oberfläche der Decke der umgebenden Luft ausgesetzt ist, ist der umgekehrte Temperaturgradient stärker ausgeprägt, siehe die gestrichelte Linie 14 in Fig. 2, wonach die Oberseitentemperatur auf 66°C verringert ist. Das Ausmaß dieser Kühlung verursacht eine Verstärkung des umgekehrten Temperaturgradienten und ist daher keine feste Größe, wenn sie von Faktoren, wie dem Wetter, abhängt.

Die punktierte Kurve 16 in Fig. 2 veranschaulicht die Wirkung, die sich aus der Anwendung von heißem Gas mit Temperaturen von 204⁰C auf die Oberfläche der Straßendecke während der sonst gleichen Bestrahlung mit Mikrowellenenergie ergibt und zu einer Umkehr des

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umgekehrten Temperaturgradienten im obersten Bereich der Decke führt. Bas Ausmaß für die zusätzliche Anwendung von thermischer Energie zwecks Gegenwirkung gegen den umgekehrten Temperaturgradienten bzw. seiner Umkehrung kann dadurch eingestellt werden, daß die Temperatur des Gases gesteuert wird, das gegen die Oberseite gerichtet wird. Vo eine alte Asphaltbetondecke zu erwärmen ist, ist vielfach eine etwas stärkere Erwärmung der unmittelbaren Oberfläche der Decke, z. B. auf 121⁰C, erwünscht, da in solchen Decken an der Oberseite eine Kruste ausgebildet sein kann, die auf die Verdampfung der flüchtigeren Bestandteile des Asphaltbindemittels über eine lange Zeitspanne zurückzuführen ist. Etwas stärkere Erwärmung des Oberflächenbereiches der Decke kann auch erwünscht sein, um die zu erwartende Kühlung auszugleichen, die eintreten, nachdem die Erwärmung eingestellt worden ist und bevor die Ausbesserungs oder anderen Arbeiten an der erwärmten Straßendecke abgeschlossen sind.

Ansich können auch andere Hei κ vorrichtungen benutzt werdem., um die zusätzliche thermische Energie auf die Oberseite der Straßendecke zusammen mit der Mikrowellenerwärmung aufzubringen, Es ist aber besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine weitgehende Energieausnutzung, die thermische Energie zu benutzen, die bei Einrichtungen! dieser Art stets vorhanden ist und bislang unausgenutzt blieb.

Wie Fig. 3 zeigt, werden Mikrowellenquellen 15, z. B. Magnetron-

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ORIGINAL INSPECTED

Eöhren oder dergleichen, mit elektrischer Energie erregt. Dabei ist es in vielen Fällen erforderlich, ein aus Motor und Generator bestehendes Aggregat an der Baustelle zu haben, wenn Versorgungsleitungen nicht vorhanden sind oder nicht angezapft werden können. Ein solches Aggregat, siehe Pig. 3» weist einen oder mehrere Generatoren 18 auf, die von einem oder mehreren Motoren 19 angetrieben werden, die mit Kraftstoff betriebenen Verbrennungskraftmaschinen sind, welche heiße Abgase erzeugen. Deren Energieinhalt wird hier in erheblichem Maße genutzt, in dem die aus den Abgasen stammende thermische Energie für die Oberflächenerwärmung benutzt wird. Ein Teil oder die gesamten Abgase des Motors 19 werden hierzu auf die Oberfläche 12 der innerhalb der Mikrowellenumgrenzung 21 befindlichen Straßendecke aufgebracht. Falls staatliche Bestimmungen oder andere Überlegungen die unmittelbare Freisetzung von Motorabgasen auf die Oberfläche 12 zur Vermeidung von Umweltverschmutzung oder aus anderen Gründen verbieten, kann ein Wärmeaustauscher benutzt werden, um die thermische Energie der Abgase auf einen Strom erwärmter Luft zu übertragen, die auf die Oberfläche gerichtet wird. Die Gastemperatur kann dadurch verringert werden, daß die Abgasströmung mit Umgebungsluft verdünnt oder die Gasströmung in einem gestuerten Ausmaß zwischen dem Motor und der Straßendeckenfläche gekühlt wird.

Das hier beschriebene Erwärmungsverfahren kann in verschiedener

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Weise benutzt werden, ζ. B. für die Erwärmung bestehender Straßendecken vor der Instandsetzung, der Erwärmung von Flächen, die bisher ohne Decke waren, um eine gute Bindung mit dem aufzubringenden Deckenmaterial zu gewährleisten, oder zur Erwärmung von mit Decken versehenen Flächen, um eine gute Bindung mit einer darüber zu legenden Schicht eines neuen Pflastermaterials zu erzielen oder die Abbindung von wärmehärtenden Straßendeckenmaterialien oder Ausbesserungsmaterialien zu erleichtern. Ansich werden die Arbeiten so ausgeführt, daß zu einer gegebenen Zeit auf irgendeinem bestimmten Streifen der Fläche 12 ein einheitlicher Vorgang abläuft. Zur besseren Veranschaulichung zeigt Fig. 3 eine Eeihe verschiedener Vorgänge an einer fieihe verschiedener Stellen entlang der Fläche 12.

In einem Mikrowellen- und Heißgasabgrenzungsbereich 21a zeigt Fig. 3 die Anwendung der Straßendeckenerwärmung in Verbindung mit der Reparatur einer begrenzten Schadensstelle in dem Asphaltbeton oder einer ähnlichen thermoplastischen Masse, aus der die Decke besteht. Dieser Bereich kann einen oder mehrere Spalten 22, Schlaglöcher oder dergleichen aufweisen. Durch gleichzeitige Anwendung von Mikrowellen und heißem Gas auf die in der Umgrenzung 21a befindliche Straßendecke wird der Asphaltbeton bis zu einer liefe von etwa 10 - 12 cm schnell zersetzt. Mit "Zersetzung" ist gemeint, daß die Straßendecke ausreichend erwärmt wird, um den

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Isphaltbinder zu verflüssigen oder in halbflüssigen Zustand zu bringen, so daß die Bestandteile der Straßendecke neu durchgemischt und wieder verdichtet werden können, nachdem die Erwärmung abgeschlossen ist, wodurch eine erneuerte, rißfreie Straßendecke mit glatter Oberfläche hergestellt wird. Die Erwärmung wird ausreichend lange ausgeführt, um die Asphaltbetonmengen, die neu durchzumischen sind, auf Temperaturen im Bereich von etwa 96⁰C am Boden des durchzumischenden Bereiches bis etwa 150⁰C an der Oberfläche zu bringen, falls die Spalten 22, Löcher oder anderen Unebenheiten entsprechend ausgedehnt sind, ist die Verwendung von zusätzlichen Straßendeckenmaterial 23 empfehlenswert, um die fertige fläche in gleicher Höhe an die benachbarten unbehandelten Straßendeckenabschnitte anzuschließen. Ein Auffüllen mit solchem Straßendeckenmaterial, das in anfänglich kaltem Zustand sein kann, wird bei Spalten 22 usw. vor dem Erwärmungsschritt vorgenommen und vorzugsweise nach Säuberung der Spalten. Stattdessen kann auch eine dünne Schicht von zusätzlichem Deckenmaterial auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Bereiches vor dem Erwärmungsschritt ausgebreitet werden. Das zusätzliche Material wird dann zusammen mit der bereits vorhandenen Straßendecke erwärmt und wird während des nachfolgenden Durchmischens des zersetzten Straßendeckenbereiches mit untergemischt. Stattdessen kann aber auch das zusätzliche Decken— material erwärmtes Gemisch sein, das auf die Oberfläche nach Beendung des Erwärmungsschrittes und vor dem Mischen und Verdichten aufgebracht wird. „

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Durch den Heizvorgang wird ein bestimmter Bereich der Straßendecke erwärmt, der dann wieder aufgemischt und verdichtet wird. Es gibt aber keine abrupte Grenze zwischen dem zersetzten Bereich und den angrenzenden unzersetzten Abschnitten der Straßendecke. Anschließend an die Grenze des festgelegten Arbeitsbereiches ist ein seitlicher Temperaturgradient vorhanden. Dies führt zu einer sehr starken Bindung des instandgesetzten, neu durchgemischten und wieder verdichteten Bereiches mit den angrenzenden unbearbeiteten Abschnitten der Straßendecke. Diese Bindung kann dadurch weiter verstärkt werden, daß der Durchmischungsschritt auf den mittleren Bereich 2$ des erwärmten Gebietes der Straßendecke innerhalb des Umgrenzungsbereiches 21a beschränkt wird. Die Randbereiche 24 des erwärmten und zersetzten Bereiches bleiben in diesem Sinne unbearbeitet, werden jedoch im Zusammenhang mit dem neu durchgemischten mittleren Bereich 23 verdichtet. Das gewährleistet, daß das neu durchgemischte Deckenmaterial in das anschließende Material hinein verdichtet wird, das im gesamten Umgebungsbereich des durchmischten Bereiches auf Bindungstemperatur ist.

Die hier geschilderten Reperaturarbeiten können nach Erfordernis entweder an einer Reihe von getrennt liegenden kleinen Stellen der Oberfläche 12 oder in der Weise ausgeführt werden, daß die Abgrenzung 21a für die Mikrowellen- und Heizgaserwärmung

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langsam über die Fläche 12 gefahren wird. Dafür geeignete Einrichtungen werden weiter unten beschrieben.

Das Verfahren, bei dem auf einer bestimmten Fläche die Straßendecke verletzt wird und anschließend nur der mittlere Bereich dieser Fläche neu durchgemischt und danach die gesamte Fläche neu .verdichtet wird, ist besonders vorteilhaft, weil eine Quelle für Straßendeckenschäden beseitigt wird, die bisher ein ernsthaftes Problem für die Instandhaltung von Straßen bildete und im wesentlichen von den Verfahren herrührte, die ursprünglich für den Bau solcher Straßen benutzt worden sind. Wie Fig. 3 in einer zweiten Mikrowellen- und Heizgasumgrenzung 21b zeigt, ist es bislang üblich, Asphaltbetonfahrbahnen oder dergleichen aus aneinander anschließenden parallelen Deckenstreifen 26 und 27 herzustellen, die auf dem Straßenbett zu verschiedenen Zeiten aufgebracht worden sind, so daß der eine Streifen wenigstens in einem gewissen Ausmaß abgekühlt ist, wenn der andere Streifen hergestellt wird. Infolgedessen ist der Anschluß 28 zwischen den Streifen 26 und 27 nur, falls überhaupt, eine sehr schwache Bindung. Nach einer gewissen Zeit treten Spalten mit großer Wahrscheinlichkeit entlang dem Anschluß 28 auf. Solche Spalten, wenn einmal vorhanden, können sich schnell vergrößern aus verschiedenen Ursachen, wie ungleichmäßige ■Fahrzeugbelastungen, Frieren und Tauen von in die Spalten eindringender Feuchtigkeit. Das Verfahren, das in bezug auf die Mikrowellen- und Heizgasumgrenzung 21a beschrieben worden ist,

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kann benutzt werden, um solche Spalten zu entfernen und wiederholte Schaden aus gleichen Gründen auszuschließen. Fig. 4A zeigt im einzelnen die Anwendung des Verfahrens, um eine solche Spalte oder kalte Anschlußstelle 28 zwischen aneinander angrenzenden Deckenstreifen 26 und 27 zu beseitigen. Fig. 4A zeigt Isothermen innerhalb einer üblichen Asphaltbetondecke von etwa 15 cm Tiefe nach kombinierter Mikrowellen- und Heißgaserwärmung eines rechteckigen Bereiches, in dessen Mitte die Anschlußstelle 28 liegt. Die Temperaturverteilung in den erwärmten Abschnitten der aneinander anschließenden Deckenstreifen 26 und 27 ergibt sich nach einer Mikrowellenbestrahlung von 4· min. mit einer Intensität von 215 kw/m bei gleichzeitiger Anwendung von Dieselabgasen mit 200⁰C auf die Oberfläche der Decke. Ein Temperaturgradient innerhalb der Begrenzung 21b reichte von 150⁰O an der Oberfläche bis 49 C am Grunde der Straßendecke, der hier 15 cm tief liegt.

Im Anschluß an die Entfernung der Umgrenzung 21B, siehe Fig. 4B, wird ein mittlerer Bereich 23B der zersetzten Straßendecke bis zu einer Tiefe von etwa 10 cm neu durchgemischt, wobei ein unvermischter Sand um den durchgemischten Bereich von wenigstens mehreren Zentimetern Durchmesser bleibt. Mit der Durchmischung wird der kalte Anschluß und irgendwelche darin befindlichen Spalten beseitigt. Vor allem aber, siehe Fig. 4B, wird infiem die beiden Deckenstreifen übergreifenden, durchmischten Bereich 23B eine gleichförmige Temperaturverteilung erzielt. Anstelle der Durchmischung der alten Deckenbestandteile in dem mittleren. Bereich

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23B kann auch das zersetzte alte Material aus diesem Bereich entfernt und durch eine neue heiße Materialmischung ersetzt werden, die etwa die gleiche Temperatur hat, etwa 102⁰C, wie das durchmischte ursprüngliche Material. In Jedem Pail ist die Temperatur des neu durchmischten oder des Ersatzmaterials überall ziemlich gleich der Temperatur des intakten umgebenden alten Deckenmaterials, un&die Temperaturen sind im dem für die Verdichtung günstigsten Bereich. Nach der Verdichtung, vorzugsweise unter Benutzung eines Vibrationsverdichters, ist die Bindung zwischen dem neu durchmischten oder dem neuen Material und dem intakten alten Material an allen Punkten um den Bereich 23b herum eine heiße Bindung, bei der die Zuschlagteilchen körperlich ineinandergreifen, und die nach Abkühlung gegenüber mechanischen Belastungen und dem Eindringen von Feuchtigkeit äußerst widerstandsfähig wird.

Fig. 3 zeigt ferner eine Mikrowellen- und Heißgasumgrenzung 21c über einem weiteren Abschnitt der Fläche 12, die hier durch Aufbringung einer Deckschicht aus Asphaltbetonmaterial 31 repariert// Das zusätzliche Deckenmaterial 31 kann anfänglich kalt sein und wird einfach über den zu bearbeitenden Flächenstück der Fläche 12 ausgebreitet und dann innerhalb der Umgrenzung 21c in der hier beschriebenen Weise erwärmt. Nach der Erwärmung des Deckenmaterials 31 und der Erwärmung der daunter befindlichen Decke wird das Material 31 gut durchmischt und verdicht und bildet einen Überzug aus neuem Deckenmaterial in guter Bindung mit der Unterlage. In

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anderer Ausführung kann die auf der Decke 12 erwärmte Über— zugsschicht 31 aus Gesteinszuschlag bestehen, wobei heißer flüssiger Asphalt nach Entfernung der Umgrenzung 210 zugesetzt wird. Diesem Schritt kann die Durchmischung und Verdichtung gegen die alte Oberfläche folgen. Die Überzugsschicht 31 kann auch eine Kaltmischung aus Materialien sein, bei denen die Erwärmung die Abbindung des Gemisches fördert. Weiter können für die Überzugsschicht 31 Bruchstücke aus altem Asphaltbeton benutzt werden, die von Altmateriallagerung oder einer vollständig zu erneuernden fahrbahn stammen. Nach der Erwärmung einer solchen Deckschicht aus Asphaltbetonbruchstücken innerhalb der Umgrenzung 21C kann das zersetzte Material auf der dsfunter befindlichen Decke 12 durchgemischt und dann zur Bildung der Überzugsschicht verdichtet werden.

Unter der Umgrenzung 21D, J¹Ig. 3» wird die Erwärmung auf die Instandsetzung von Portlandzementbetondecken angewendet, wobei Ausbesserungs- oder Füllmaterial verwendet wird, das vorzugsweise.wärmehärtend und nicht thermoplastisch ist. Z. B. wird eine Spalte 32 oder eine andere Unebenheit in einer solchen Decke gesäubert und mit einer polymeren Ausbesserungsmasse 33 gefüllt und dann sowohl diese Masse selbst als auch die angrenzenden Bereiche der Decke, wie weiter oben beschrieben, erwärmt, so daß die Abbindung oder Polymerisation der Masse gefördert und eine starke Bindung der gehärteten Masse mit der angrenzenden Decke gewä^hrleistet wird.

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Diese Verfahren können nicht nur in örtlich abgegrenzten Bereichen, sondern auch fortlaufend ausgeführt werden. Für die Mischung und Verdichtung können dabei handelsübliche Geräte benutzt werden.

In den Figuren 5A. und 5B ist eine Einrichtung 34 dargestellt, die besonders für die Ausführung von .Reparaturarbeiten auf verhältnismäßig kleinen, begrenzten Schadenstellen geeignet ist. Die Einrichtung 34 weist eine Energieübertragungsvorrichtung 36 auf, die während des Betriebes auf den zu bearbeitenden Bereich der Straßenfläche 12 aufgesetzt wird, s. Pig. 5B. Der Energieübertrager 36 kann so ausgeführt sein, daß er von Hand aufgestellt und auf nacheinander zu bearbeitende Bereiche der Straßendecke weiter bewegt wird. Vorzugsweise ist die Vorrichtung 36 an einem Trägerfahrzeug 37 angeordnet, mittels einer Trägerverbindung 38» die eine begrenzte Verstellung des Energieübertragers von einer Bearbeitungsstelle der Straßendecke 12 auf eine eng benachbarte ermöglicht, ohne daß das Fahrzeug 37 selbst bewegt werden muß.

Der Energieübertrager 36 kann an einem mit Eigenantrieb versehenen Fahrzeug angeordnet sein, falls dies wirtschaftlich gerechtfertigt ist. Es ist vielfach zweckmäßiger, das Trägerfahrzeug 37 als Sattelauflieger oder Anhänger auszubilden. In diesem Fall ist das Trägerfahrzeug 37 ein Sattelauflieger, dessen Plattform 40 auf hinteren Straßenrädern 39 abgestützt ist und mit dem vorderen Ende

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auf dem Sattel eines Sattelschleppers 41 aufliegt. Zur Abstützung des vorderen Endes des Fahrzeugs 37 bei Entfernung der Zugmaschine 41 können zusätzliche abklappbare Straßenräder oder ausfahrbare Hydraulikkolben vorgesehen sein.

Außer dem Energieübertrager 36 mit Trägerverbindung 38 trägt das Fahrzeug 37 ein. Motor-Generator-Aggregat 42 ansich bekannter Ausführung mit einem Verbrennungsmotor 43, der einen elektrischen Generator 44 treibt. Wo der Energieübertrager 36 eine größere elektrische Leistung erfordert, könnenanstelle eines auch mehrere Aggregate vorgesehen werden.

Der Generator 44 liefert elektrische Energie an den Versorgungsteil 46 der Mikrowelleneinrichtung. Dieser Teil 46 kann bekannte Ausführungsform/ünd ist in einem Gehäuse 47 auf der Plattform 40 angeordnet. Das isolierte Ausgangskabel 48 des Versorgungsteiles 46 erstreckt sich nach hinten über die Plattform 40 bis zum Energieübertrager 36.

Ein Behälter 51 mit Zusatzflüssigkeit für das Deckenmaterial ist ebenfalls auf dem Fahrzeug 38 angeordnet, das nach Erfordernis auch noch weitere Behälter für z. B. warme Asphaltmischung, Gesteinszuschläge und dergleichen tragen kann. Eine Pumpe 49 dient dazu, Kühlmittel den Mikrowellenquellen zuzuführen, und wird durch einen elektrischen Antriebsmotor 50 angetrieben, der auch auf der Plattform 40 montiert ist.

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Der Energieübertrager36, siehe aach Pig. 6, ist im wesentlichen rechteckig und hat ein umgekehrt kastenförmiges Gehäuse 52 mit einer Decke 53 und nach unten reichenden Seitenwänden 5^, die alle -"elektisch leitendem Material bestehen, um das Austreten von Mikrowellenenergie aus der Umgrenzung 21 nach oben und außen zu verhindern. Um die Bewegung und die Ausrichtung des Übertragers 36 zu erleichtern, sind Schwenkrollen ^ an den vier Ecken des Gehäuse 52 angeordnet und halten das Gehäuse geringfügig über der Oberfläche 12 der Straßendecke. Hierdurch ergibt sich ein kleiner Spalt 56 zwischen der Decke und den Unterkanten der Gehäuseseitenwände 54-. Um das Austreten von Mikrowellenenergie durch den Spalt 56 zu unterdrücken, sind Fangvorrichtungen 5? aa den Außenseiten der Unterkaten der Gehäuseseitenwande 54- vorgesehen. Die Fangvorrichtung 57 weist hier waagerechte Leisten 58 aus elektrisch leitenden Material auf, die sich von den Unterkanten der Seitenwände 54- des.Gehäuses nach außen erstrecken bis zu einem kleinen Abstand über der Oberfläche 12 der Straßendecke, so daß ein Fangspalt ge-r bildet wird. Die elektrisch leitenden Platten oder Leisten unterdrücken eine Aussendung von Mikrowellenenergie durch den Spalt 56 nach außen aufgrund der Eigenschaft der Mikrowellenenergie, daß bei Ausbreitung durch Räume die Energie nicht kohärent dahinfließt, sondern fortlaufend sich gegenüber der nominalen Fortpflanzungsrichtung zu zerstreuen suchen. Infolgedessen wandert, wenn die Energie in dem Spalt 56 zwischen den Leisten 58 und der Oberfläche 12 nach außen dringt, ein Teil dieser Energie nach unten in die Straßendecke unter der Fläche 12,

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wo sie absorbiert wird. Ein weiterer Teil dieser Energie, die sonst nach oben gehen würde, wird durch die leitenden Kanäle 58 reflektiert und wieder nach unten in die Straßendecke gerichtet, so daß sie ebenfalls absorbiert wird. Daher wird die Intensität der Mikrowellenenergie in der Richtung nach außen zwischen den Kanälen 58 und der Oberfläche 12 fortlaufend gedämpft und abgebaut. Wenn die Kanäle 58 eine ausreichende seitliche Erstreckung haben, wenigstens mehrere Zentimeter, wird die Intensität der Mikrowellenenergie an den Außenkanten dieser Kanäle auf einen vernachlässigbaren Wert vermindert.

Zur weiteren Unterdrückung der Freisetzung von Mikrowellenenergie wird der Fangspalt, der von den Kanälen 58 gebildet wird, durch eine andere Form einer Mikrowellenfangvorrichtung ergänzt, nämlich einer Kettenfalle 59· Der äußere Teil Jedes Kanals 58 ist abgewinkelt, so daß ein umgekehrt U-förmiger Kanal 61 aus leitendem Material gebildet wird, der sich rund um das Gehäuse 52 erstreckt. Dieser Kanal 61 ist mit kurzen Abschnitten einer schmiegsamen Metallkette 62 gefüllt, die ausreichend lang sind, so daß sie sich von dem oberen Teil des Kanals bis zur Berührung mit der Oberfläche der Straßendecke 12 erstrecken und darauf entlangschleifen. Die Kettenfalle 59 blockiert die Fortpflanzung der Mikrowellenenergie durch den Spalt 56 hindurch nach außen, da diese Energie nicht durch eine Masse aus elektrisch leitendem Material hindurchtreten kann, in der alle Zwischenräume oder Öffnungen Querabmessungen haben, die wesentlich

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kleiner als die Wellenlänge der Mikrowellenenergie ist. Weitere, auch verwendbare Fangvorrichtungen sind in der oben erwähnten älteren Anmeldung beschrieben.

Pur die Abstrahlung der Mikrowellenenergie nach unten in die Straßendecke 12 unter der Umgrenzung 21 ist eine waagerechter Träger 63 in dem Gehäuse befestigt und trägt einen oder mehrere Wellenleiter 64. Vier parallel und waagerecht sich erstreckende Wellenleiter 64 sind in diesem Pail vorgesehen. Jeder ist in einem entsprechenden Schlitz 66 im Träger 63 angeordnet, so daß die untere Wand des Wellenleiters zur Straßendecke 12 gekehrt liegt. Die Wellenleiter sind in diesem Pail geschlitzte Wellenleiter entsprechend der US-PS 3 263 052, so daß jeder mit einer Seihe von Mikrowellenemissiosschlitzen 67 versehen ist, die an der Unterseite des Wellenleiters mit Abstand verteilt liegen, um eine verteilte abwärts gerichtete Abgabe der Mikrowellenenergie in den Bereich der Straßendecke zu ermöglichen, über der das Gehäuse 52 steht.

Die Wellenleiter 64 werden durch geeignete Mikrowellenquellen erregt. Hierzu ist eine Mannetronröhre 68 an einem Ende jedes Wellenleiters 64 angeordnet und wird damit innerhalb des Gehäuses 52 gehalten. Elektrische Verbindungen zwischen Mannetronröhre 68 und dem Mikrowellenversorgungsteil 47 der Pig. 5Δ

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werderNelektrische Leiter 69 hergestellt, die von jeder Mannetronröhre nach einem Anschluß 71 auf dem Gehäuse— dach 53 gehen, wo ein schmiegsames mehrari^riges Kabel 72 angeschlossen/ Zuführungsleitungen 73 von der Pumpe 49, JPig. 5A liefern an die Mannetronröhren 68 Kühlmittel, das durch Leitungen 7^- zurückläuft. Auch die Leitungen 73 und 7^ gehen durch den Anschluß 7I und durch das Kabel 72 hindurch.

Ein senkrechter Trägerschaft 76 erstreckt sich von der Mitte des Gehäusedaches 53 nach oben und ist mit dem Gehäuse 52 durch einen Schwenkanschluß 77 verbunden, der eine Drehung des Gehäuses gegenüber dem Trägerschaft gestattet. Eine solche Drehung des Energieübertragers 36 kann von hand ausgeführt werden. Vorzugsweise wird eine motorgetriebene Stellvorrichtung 78 verwendet, die hier einen reversierbaren Elektromotor aufweist, der auf dem Dach 53 befestigt ist und eine Schnecke 81 über ein Getriebe 82 antreibt. Die Schnecke 81 kämmt mit einem Schneckenrad 83, das an der Welle 76 koaxial angeordnet ist, so daß durch Einschaltung des Motors 79 der Energieübertrager 36 gegenüber dem Schaft in beiden Richtungen geschwenkt werden kann.

I¹Ur die Zuleitung von heißem Gas kann eine gesonderte schmiegsame Leitung verwendet werden. In diesem geht die Zuführung in die Umgrenzung 21 durch einen axialen Kanal 84 im Schaft

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Eine aus wärmeisolierendem Material hergestellte waagerechte Platte 86 ist im Gehäuse 52 über den Wellenleitern 64 und unter den oberen Abschnitten der Mannetronröhren 68 angeordnet, die durch die Platte 86 hindurchreichen. Durch eine senkrecht sich erstreckende,wärmeisolierte Leitung 87 wird das Gas vom unteren Ende des Schaftkanales 84 in den Bereich unter der Platte 86 geführt. Der untere Träger 63 ist zwischen den Wellenleitern 64 mit kleinen öffnungen 88 versehen, durch die das Gas nach unten geht und auf die Oberseite der Decke 12 gerichtet wird.

Das Trägergestänge 38, durch das der Energieübertrager 36 mit dem fahrzeug 37 gekoppelt ist, gestattet, daß der Übertrager angehoben und in eine Lage unmittelbar unter dem Hinterende der JPahrzeugplattform 40 zurückgezogen wird, s. Fig. 5Δ, wenn die Einrichtung von einem Einsatzort zum nächsten gefahren wird. Wie Jig. 5B zeigt, kann der Übertrager damit vom JPahrzeug um eine wählbare/nach hinten und seitwärts in beiden Sichtungen gegenüber der Fahrzeugachse bewegt werden, so daß verschieden liegende Bereiche einer Straßendecke in bestimmten Grenzen erwärmt werden können, ohne daß das Fahrzeug selbst bewegt werden muß. Damit kann auhh der Übertrager 36 auf Stellen aufgestellt werden, bei denen sonst ein schwieriges fiangieren des Trägerfahrzeugs erforderlich wäre.

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Das Hint er ende der Plattform 40, s. Figuren 7 und- 8 , kann mit einem rechteckigen Einschnitt 89 ausgebildet sein, um den Energieübertrager in zurückgezogener Stellung für den Transport, s. 3Pig. 5A, aufzunehmen. Entlang der Unterseite jeder Seitenkante der Fahrzeugplattform 40, Figuren 7 und 8» sind nach innen offene U-Elemente 91 befestigt, die Seitenglieder 92 eines Teilrahmens 93 aufnehmen und stützen, der in den U-Elementen 91 nach vorn und hinten verschieblich ist. Ein Querstück 94· erstreckt sich zwischen den Hinterenden der Seitenglieder 92 des Teil«j?ahmens 93 geringfügig unter den Seitengliedern 92. um den Teilrahmen 93 nach vorn und hinten gegenüber der Plattform 38 zu verfahren, ist ein reversierbarer Elektromotor 96 an der Unterseite der Plattform 40 befestigt. Sein sich drehendes Abtriebselement 96' steht in Eingriff mit einer Spindel 97· Das hintere Ende der Spindel 97 ist in der Mitte des Teilrahmenquerstücks 94- befestigt, so daß bei Einschalten des Motors in der einen Drehrichtung der Teilrahmen 93 nach vorn und bei Umkehrung der Schaltung der Teilrahmen von der Plattform 40 nach hinten und außen gefahren wird. Anstatt des Motors 96 und einer Spindel 97 können auch Kettentriebe und hydraulische Linearmotor en benutzt werden.

Ein erstes Element 98 einer Teleskopmastvorrichtung 99 ist mit einem Ende an der Mitte des Querstücks 94 durch eine Schwenkkupplung 101 befestigt, die gestattet, den Baum 99 waagerecht zu

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verschwenken, um den Übertrager 36 seitwärts in beiden Eichtungen zu verschieben. Das erste Baumelement 98 ist hohl und im Querschnitt rechteckig und an einem Planech 102 am oberen Ende eines Schwenkzapfens 103 befestigt. Der Schwenkzapfen 103 erstreckt sich nach unten durch eine öffnung in der Mitte des Querstücks 9^ und wird durch einen Sicherungsring 104 gehalten, der unmittelbar unter dem Querstück am Zapfen befestigt ist. Ein Lager 106 ist vor-. zugsweise zwischen dem Flansch 102 und der Oberseite des Querstücks angeordnet. Um daa Schwenken des Baumes 99 zu erleichtern, ist ein weiterer reversierbarer Elektromotor 107 an der Unterseite des Querstücks 94- befestigt und hat als Abtrieb dine Schnecke 108, die mit einem Zahnrad 109 kämmt, das am unteren Ende des Zapfens 103 und koaxial dazu befestigt ist.

Das zweite Element 111 des Teleskopbaumes ist eine umgekehrt angeordnete, rechteckige U-Schiene, die in den Hohlraum des ersten Elementes 98 paßt und mit Bezug auf dieses Element ein- und ausgefahren werden kann, um den Übertrager mit Bezug auf den Teilrahmen 94- nach außen und zurückzufahren. Hierzu ist eine Gewindespindel 112 mit ihrem einen Ende an einer Halterung 113, Fig. 6, befestigt, die ihrerseits an der Oberseite des zweiten Baumelementes 111 befestigt ist. Die Spindel 112, -^ig·. 7 steht in Eingriff mit einem mit Innengewinde ver-

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sehenen Abtriebselement 113' eines weiteren reversierbaren Elektromotors 113, der seinerseits an der Oberseite des ersten Baumelementes 98 befestigt ist.

Wach dem· Transport sitzt anfänglich der Übertrager 96 in dem Ausschnitt 98 der Plattform 40. Durch Einschalten des Motors 113 kann er vom Trägerfahrzeug aus ausgefahren werden. Durch Einschalten des Motors 96 wird die Ausfahrstrecke noch weiter vergrößert. An irgendeinem Punkt dieser Strecke kann der Übertrager 36 nach der einen oder anderen Seite mit Bezug auf die Mittellinie des Fahrzeugs 37 durch Einschalten des Elektromotors 107, Fig. 8, verstellt werden. Um den Übertrager 36 in einer gewünschten Winkelstellung zu der daunter befindlichen Fahrbahndecke zu bringen, kann, nachdem der Baum 99 entsprechend geschwenkt worden ist, der Schwenkantriebsmotor 79» i'ig- 6, betätigt werden. Bei der Wiederherstellung bestimmter Bereiche einer Fahrbahn z. B. ist es gewöhnlich erwünscht, daß die Seiten eines rechteckigen Flickstückes parallel bzw. quer zur Laufrichtung der Fahrzeuge auf der Fahrbahn liegen. Die Schwenkung des Übertragers gegenüber der Winkelstellung des Baumes 99 ermöglicht, diese Beziehung einzuhalten.

Die elektrischen Kabel 69, welche die Maönetronröhren im Übertrager 36 an den Versorgungsteil auf der Plattform 40 anschließen,

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und die Leitungen 73 und 74- für die Zu- und Ableitung des Kühlmittels für die Mannetronröhren im -Übertrager 36 gehen durch ein starres abgewinkeltes Trägerrohr 49 hindurch, s. Fig. 5B» dessen hinteres Ende mittels einer Stütze 114 erhöht über der Plattform 40 gehalten wird. Die schmiegsamen Elktrokabel 69 und die Plüssigkeitsleitungen 73 und 74, Fig«, 7, erstrecken sich vom hinteren Ende des Rohres durch ein •teleskopartiges Leitungsgehäuse 116, dessen vorderer Abschnitt 116a an der Oberseite des Baumelementes 98 befestigt ist. Das äußere Endschnitt 116b ist am zweiten Baumelement 111 befestigt. Ein Zwischenabschnitt 116c ermöglicht, daß das Leitungsgehäuse 116 entsprechend der Teleskobaumvorrichtung zusammengezogen oder auseinandergefahren wird.

Die elektrischen Leitungen 69 und die Kühlmittelleitungen 73 und 74, Tig. 6, sind in.losen Windungen in dem Gehäuse 116 angeordnet, so daß sie die Verlängerung und Zusammenziehung des Gehäuses mitmachen können. Die Kabel 69 und Leitungen 73 und 7^· treten aus dem hinderen Ende des Gehäuses 116 aus und in ein weiteres starres Schutzrohr 1<j8 ein, das am äußeren Ende des Baumelementes 111 befestigt ist. Vom Rohr 138 gehen die Kabel 69 und die Leitungen 73 und 74· in das schmiegsame Kabel 72, das bei 71 an den Übertrager 36 gekoppelt ist. Das Kabel 72 liegt mit losen Windungen zwischen dem oberen Ende des Rohres 118 und der Oberseite des Übertragers 36 und ermöglicht die Schwenkbe-

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wegung des Übertragers gegenüber der Achse 36 und dem Baum 111 und auch die Hebung und Senkung des Übertrager gegenüber dem Baum 111.

S¹Ur die. Überführung von heißem Gas in das obere Ende des Kanals 84 und zur Abgabe in die Umgrenzung 21 ist ein schmiegsamer, verlängerbarer und zusammenziehbarer Schlauch vorgesehen, der aus einem faltigen, wärmeisolierenden Material besteht und zwischen dem oberen Ende des Schaftes 76 und einer öffnung 121 am oberen hinteren Ende des teleskopartigen Leitungsgehäuses 116 angeschlossen ist. Der obere Teil jedes teleskopartigen Abschnittes des Gehäuses 116 ist gegen den unteren Teil des Gehäuses mit einer Platte 116 aus wärmeisolierenden Material abgeteilt. Zusätzliche Wärmeisolation 123 ist an den Innenwänden des oberen Teiles des Gehäuses vorgesehen, so daß ein isolierter Weg für die Weiterleitung von heißem Gas nach der Öffnung 121 und weiter in den Schlauch 119 gebildet wird. Heiße Abgase aus der Auspuffleitung 124·, Pig. 7» des Motors 43 werden mit einem Ventil 126 aufgefangen, das einen bestimmten Teil der Motorabgase in eine starre, wärmeisolierte Röhre 127 überführt. Die Röhre 127 wird mit ihrem hinteren Ende auf einer Höhe entsprechend dem Rohr für die Elektrokabel und die Kühlmittelleitungen durch einen Ständer 128 gehalten, der von der Plattform 38 aufragt. Ein weiterer Abschnitt 129 eines schmiegsamen, dehn- und zusammen-

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ziehbaren Faltenschlauches aus wärmeisolierendem
Material ist zwischen dem hinteren Ende der Röhre
127 und dem oberen Teil des Gehäuseelementes 116a
angeschlossen, um die heißen Abgase über den isolierten Strömungsweg im Gehäuse 116 weiter zu führen.

Der senkrechte Trägerschaft 76, Fig. 6, des Übertragers 36 erstreckt sich durch eine Führungsbuchse 131, die am hinteren Ende des Baumelementes 111 befestigt ist. Eine vorgewählte Hebung und Senkung des Trägers gegenüber der Straßenoberfläche 12 wird durch eine Zahnstange 133» ermöglicht, die an dem durch die Buchse I3I reichenden . Schaft befestigt ist. In der Buchse ist ein Schlitz
133 vorgesehen, der die Zahnstange aufnimmt. Die Zahnstange 132 kämmt mit einem Abtriebszahnrad 134 eines Getriebes 136, das an· einen reversierbaren Elektromotor 137 angeschlossen ist, der am äußeren Ende des Baumes 111 befestigt ist. Durch Einschalten des Motors 137 in der einen fiichtung wird der Übertrager 36 gesteuert angehoben, während die umgekehrte Einschaltung des Motors den Übertrager senkt. Die Zahnstange 132 verhindert im Zusammenwirken mit dem Schlitz 133 der Buchse I3I eine Drehbewegung des Trägerschaftes 76» so daß die Winkelausrichtung des Übertragers durch Betätigung des Schwenkmotors 79 genau gesteuert

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werden kann.

Die Fahrbahnheizvorrichtung 34 kann gemäß den vorstehend erläuterten Verfahren für die Erwärmung von Fahrbahndecken oder Deckenmaterialien verwendet werden, die auf einer Fahrbahn oder in Spalten, Löchern usw. der Fahrbahn liegen, ferner für die Erwärmung einer Fläche vor Aufbringung von Fahrbahnmaterial. Das Trägerfahrzeug 37 wird unmittelbar neben dem Bereich oder den Bereichen, die bearbeitet werden sollen, aufgestellt. Sodann wird der Übertrager 36 vom Hinterende des Fahrzeugs 37 entsprechend weit ausgefahren und, falls erforderlich, verschwenkt und dann auf die zu erwärmende Stelle der Fahrbahndecke gesenkt. Hierzu werden die entsprechenden Elektromotoren-79» 96, IO7, 113» 136 betätigt. Danach werden die Mikrowellenquellen 68 erregt und die Mikrowellenenergie nach unten in die daunter befindliche Decke geleitet, während das Ventil 126 geöffnet wird, um heiße Motorabgase auf die Oberfläche desselben Bereiches der Straßendecke aufzubringen.

Nach der gewünschten tiefgreifenden Erwärmung des unter der Umgrenzung 21 befindlichen Decke wird der Energieübertrager 36 zur Seite bewegt und angehoben, falls erforderlich, durch Einschalten der entsprechenden Kombination von Elektromotoren, je nach der Richtung, in die er versetzt werden soll. Sodann kann der erwärmte Bereich der Fahrbahndecke durchgemischt und wieder verdichtet werden, um dadurch die Decke so reparieren ader auszuflicken. 2 Q

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Zusätzliche Bereiche in der unmittelbaren Nachbarschaft des gerade bearbeiteten Bereiches können durch Betätigung der entsprechenden Motoren des Trägergestänges 38 mit dem Übertrager überdeckt werden, woauf auch diese Bereiche erwärmt und dann weiter bearbeitet werden. Wenn alle zu bearbeitenden Straßendeckenbereiche, die allein durch Betätigung des Trägergestänges 38 erreicht werden können, erwärmt und ggf. bearbeitet worden sind, kann das Trägerfahrzeug 37 weitergefahren werden.

Die hier beschriebene Heizvorrichtung 34- ist fürfdie Aufheizung kleiner, mit Abständen voneinander liegender Bereiche einer Straßendecke gedacht, wobei der Energieübertrager 36 zeitweilig an einem zu erwärmenden Ort festgehalten wird, Die Einrichtung kann jedoch auch zur Aufheizung einer Straßendecke in einem kontinuierlichen Verfahren eingesetzt werden, wobei der Übertrager 36 im eingeschalteten Zustand über den aufzuheizenden Streifen der Decke gefahren wird. Schwenkrollen 55 erleichtern einen solchen Einsatz des Übertragers. Dieses Verfahren wird ermöglicht durch die Mikrowellenfangvorrichtung 59» die eine Bewegung des Übertragers im eingeschalteten Zustand gestattet, wobei ein geringfügiger Abstand von der Straßendecke darunter eingehalten wird, um ein Abschleifen zu vermeiden. Die Bewegung der Übertrager kann für diesen Zweck durch Einschaltung eines oder mehrerer der Stellmotoren 79» 96, 107, 113 und 136 bewirkt werden, wenn die zu behandelnde Fläche eine begrenzte Ausdehnung hat.

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Stattdessen kann der Übertrager auch durch Fortbewegung des Fahrzeuges Yf langsam über einen Fahrbahnstreifen gefahren werden. Eine Kombination dieser beiden Bewegungen kann ebenfalls vorgesehen werden.

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Claims

Patentansprüche

M. J Verfahren zur Erwärmung einer Fahrbahndecke mittels Mikrowellenenergie und durch zusätzliche Einwirkung thermischer Energie auf die Oberfläche der Fahrbahndecke, dadurch gekennzeichnet, daß mit der thermischen Energie, die auf die Oberfläche der Fahrbahndecke einwirkt, der oberste Bereich der Decke auf eine höhere Temperatur erwärmt wird, als der darunter liegende Bereich mittels der Mikrowellenenergie.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Ausbesserung von Fahrbahndecken, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliches Deckenmaterial für die Auffüllung von öffnungen in der Decke auf wenigstens einem Teil des Bereiches vor der Mikrowellenerwärmung und zusätzlichen Heizung durch thermische Energie aufgebracht und dadurch gleichzeitig mit der Aufheizung der Decke erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Ausbesserung von Straßendecken, dadurch gekennzeichnet, daß um den eigentlichen, auszubessernden Bereich herum ein zusätzlicher Bereich bis zur Zersetzung erwärmt wird, wonach im auszubessernden Bereich das Material der Fahrbahndecke neu· durchgemischt wird und zwischen diesem Bereich und dem umgebenden nicht erwärmten Bereich der Fahrbahndecke ein erwärmter, aber unvermischter Deckenbereich bleibt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des zersetzten Fahrbahndeckenmaterials

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aus dem mittleren Bereich nach der Mikrowellen-Erwärmung und der zusätzlichen Erwärmung entfernt wird, während das Material in den angrenzenden Bereichen auf seinem Platz bleibt, worauf die entfernten Teile des zersetzten Fahrbahndeckenmaterials durch zusätzliches heißes Materialgemisch ersetzt und dann sowohl das alte Material in den fiandbereichen und das zusätzliche heiße Materialgemisch in dem mittleren Bereich zusammen verdichtet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, daß Unebenheiten in dem wieder herzustellenden mittleren Teil des aufzuheizenden Bereiches mit einem durch Wärmeabbindenden Deckenausbesserungsmaterial gefüllt werden.·
6. Einrichtung zur Erwärmung eines begrenzten Bereiches einer Fahrbahndecke mittels in die Decke einzuleitender Mikrowellenenergie und zusätzlicher thermischer Energie, die auf die Oberfläche einwirkt, mit einer an einem Fahrzeug angeordneten Energie-Übertragungsvorrichtung, die mit Mikro— wellengeneratoren und ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragervorrichtung (36) an den Fahrzeug (37) in. waagerechter Sichtung beweglich angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Trägergestänge (38), das die Energieübertragungsvorrichtung (36) begrenzt waagerecht verstellbar am Trägerfahrzeug (37)

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abstützt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das umgekehrt kastenförmige Gehäuse (52) der Übertragervorrichtung (36) mit Schwenkrollen (55) versehen und mittels eines senkrechten Schaftes (76) und einer ITührungsbuchse (131) heb- und senkbar ist, wobei die Buchse (131) am Ende einer Teleskopvorrichtung (99) befestigt ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopeinrichtung (99) schwenkfähig (1Q1)(1O3) am Trägerfahrzeug angeordnet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (52) am unteren Ende des Schaftes (76) schwenkbar angeordnet ist, wobei Verbindungskabel und Kühlmittelleitungen durch flexible Schläuche vom Fahrzeug (37) nach dem Gehäuse (36) geführt sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7-1°» dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopvorrichtung (99) schwenkfähig an einem Teilrahmen (93, 9*0 befestigt ist, der in Fahrzeuglängsrichtung in am fahrzeug festen Führungen (915 verfahrbar ist.

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12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet, daß Stellmotoren (79, 96, 107, 113, 136) zur Bewegung und/oder Versetzung der Übertragervorrichtung (36) vorgesehen sind.

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