DE3631121A1 - Verfahren zum replastifizieren von asphalt im verarbeiteten zustand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Replastifizieren von Asphalt in verarbeitetem Zu­ stand, insbesondere von Fahrbahndecken aus Asphalt.

Ein derartiges Verfahren ist im Stand der Technik bisher nicht bekannt. Es ist bisher üblich, Fahr­ bahndecken und dergleichen aus Asphalt herzustellen, wobei Asphalt ein Gemisch von Bitumen, also einem organischen Stoff, und Mineralstoffen, also an­ organischen Stoffen ist.

Asphalt wird in vielfacher Mischungsform für Straßen­ bauzwecke verwendet. Grundsätzlich ist Aspalt in der DIN 55946 beschrieben. Asphaltarten die im Straßen­ bau Verwendung finden sind beispielsweise Sand­ asphalt, Asphaltbeton, Asphaltmakadam, Asphaltmastix. Asphaltbeton ist ein hohlraumarmes, bituminöses Gesteinsgemisch für den Bau von Fahrbahndecken, die schwerster Belastung gewachsen sind.

Die Gesteinsgemische haben dabei genau abge­ stufte Körnung. Ihnen wird im heißen Zustand ein durch Erhitzen dünnflüssig gemachtes bituminöses Bindemittel zugemischt. Die fertige Mischung wird auf der Straße heiß eingebaut, nämlich Straßenbau­ bitumen bei mindestens 100°C, Straßenteer bei mindestens 60°C. Der Kornaufbau und der Binde­ mittelgehalt sind so abgestimmt, daß die Decken nach der Verdichtung, beispielsweise mittels Walzen, hohlraumarm sind. Ihre Dichte und Kornzusammensetzung soll sich unter dem Verkehr kaum noch ändern.

Sofern an derartigen fahrbaren Decken oder der­ gleichen Schäden in Form von Verwerfungen oder Verschleißstellen auftreten, so wird bisher der Fahrbahnbelag bzw. die Verschleißdecke der Fahrbahn abgefräst und mit entsprechendem Asphalt neu belegt. Zur Reparatur von derartigen Schäden werden beispiels­ weise Gasbrenner oder Rotlichtstrahler zur Aufheizung des Asphalts benutzt. Bei diesem Verfahren wird zu­ nächst die Oberfläche der Asphaltschicht stark erwärmt, wobei die Wärmeleitung in das Medium hinein erfolgt und zwar über die Wärmeleitung innerhalb des Stoffes. Da Bitumen und somit auch Asphalt eine nur geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, muß die Oberfläche entsprechend hoch erhitzt werden, um durch die stark verzögerte Wärmeleitung eine Er­ wärmung des Mediums in der erforderlichen Tiefe zu erreichen.

Bei starken Erwärmungen ergeben sich jedoch uner­ wünschte stoffliche Veränderungen irreversibler Art. Das Bitumen wird nämlich verkrackt. Verkrackte Oberflächen stellen durch die Materialschädigung Schwachstellen im neuen Materialaufbau dar, da das Material an dieser Stelle besonders spröde ist und somit zu einem frühzeitigen Versagen unter Be­ lastungen führt.

In Konsequenz werden die aufgeheizten Asphaltschichten üblicherweise aufgepflügt und von der Fahrbahndecke ab­ getragen. Das Abräummaterial kann nur durch auf­ wendige Recyclingverfahren im Mischwerk wiederver­ wandt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen es möglich ist, Fahrbahndeckenschäden durch Erwärmung des Asphaltmaterials im eingebauten Zustand aufzu­ arbeiten, ohne daß hierbei Schädigungen des Asphalt­ materials in Form von Verkrackungen oder dergleichen erfolgen.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich er­ findungsgemäß durch die Verwendung von Mikrowellen zur homogenen Erwärmung des Asphalts.

Durch diese Verfahrensweise werden die eingangs beschriebenen Nachteile sämtlich vermieden, indem nämlich die Aufheizung des Asphaltmaterials nicht durch eine Wärmeleitung von einer stark erhitzten Oberfläche her in das Innere erfolgt, sondern mittels einer Erwärmung, die annähernd gleichzeitig das Medium in seiner Gesamtheit, also an allen Punkten innerhalb der dreidimensionalen Fahrbahndecke oder dergleichen erwärmt.

Mit diesem Verfahren ist es dann möglich, eingebautes Altmaterial homogen zu erwärmen, so daß dieses Alt­ material wie frisch aus einem Mischwerk kommendes Neumaterial weiter verarbeitet werden kann.

Der Effekt der Erfindung beruht im wesentlichen darauf, daß durch die Mikrowellen nur das Bitumen direkt, nicht aber die Mineralstoffe notwendigerweise erwärmt werden. Durch die Mikrowellen wird eine Unabhängigkeit von der Wärmeleitfähigkeit des Grundmaterials erreicht, da durch die Mikrowellen die einzelnen Atome des organischen Stoffes annähernd unabhängig von ihrer Lage erregt werden, sofern sie die Resonanzfrequenz der Mikrowellen aufweisen. Damit ist eine homogene Erwärmung des Bestandteiles Bitumen von Asphalt möglich.

Eine vorteilhafte Verfahrensweise besteht darin, daß an der Trennstelle von eingebautem, erkaltetem Asphalt und heißt eingebrachtem frischen Asphalt der erkaltete Asphalt erwärmt wird.

Bei der Reparatur von Asphaltdecken ist damit eine nahtlose Verbindung zwischen dem eingebauten Alt­ asphalt und dem frischen, neu eingebrachten Asphalt möglich.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß eine größere Fläche eingebauten erkalteten Asphalts erwärmt und an­ schließend mechanisch verformt wird, um die ursprüngliche Soll-Form wiederherzustellen und eventuell vorhandene Spurrillen oder dergleichen zu beseitigen.

Durch die homogene Erwärmung des Asphalts ist es möglich, den beispielsweise durch den darüber fließenden Verkehr deformierten Asphalt ohne Fräsarbeiten in situ gleichmäßig zu erwärmen und durch mechanische Bearbeitung in seine ur­ sprüngliche Sollform zurückzubringen. Die mechanische Bearbeitung erfolgt üblicherweise durch Walzen. Auch hierbei wird die Gefahr einer Verhärtung des Asphalts durch lokal er­ höhte Temperaturen mit all ihren negativen qualitativen Auswirkungen vermieden.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens wird darin gesehen, daß in den erwärmten Asphalt oberflächig Split oder dergleichen eingewalzt wird.

Auf diese Weise ist es möglich, zunächst das eingebaute Altmaterial homogen zu erwärmen und in die Oberfläche des Altmaterials Split oder der­ gleichen einzuformen.

Bei Trennstellen ist vorteilhaft, daß diese nach der Replastifizierung des Materials überwalzt werden. Desweiteren ist es möglich und vorteilhaft, daß auf den erwärmten, replastifizierten Asphalt frischer Asphalt aufgebracht und anschließend verfestigt wird.

Auf das homogene Altmaterial kann frisch aus einem Mischwerk kommendes Neumaterial aufgebracht werden und mechanisch mit diesem verfestigt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Aufheizvor­ richtung in Form von Mikrowellensendern. Durch die von den Mikrowellensendern ausgehenden Mikrowellen wird die Energie zur in situ Aufheizung von eingebauten bituminösen Stoffen geliefert. Dabei ist vorteilhaft, daß dem Mikrowellensender eine Fokussierungsvorrichtung zugeordnet ist.

Durch die Möglichkeit der Fokussierung von Mikrowellen wird eine differentielle lokale Erwärmung in eingebauten tieferliegenden Asphaltschichten ermöglicht. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Aus­ führungsformen beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Replastifizieren von Asphalt in ver­ arbeitetem Zustand, insbesondere von Fahrbahndecken aus Asphalt, gekennzeichnet durch die Verwendung von Mikrowellen zur homogenen Erwärmung des Asphalts.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trennstelle von eingebautem, erkaltetem Asphalt und heiß eingebrachtem frischen Asphalt der erkaltete Asphalt erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Fläche eingebauten erkalteten Asphalts erwärmt und anschließend mechanisch ver­ formt wird, um die ursprüngliche Soll-Form wieder­ herzustellen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den erwärmten Asphalt oberflächig Split oder dergleichen eingewalzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstelle nach der Replastifizierung überwalzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß auf den erwärmten, replastifizierten Asphalt frischer Asphalt auf­ gebracht und anschließend verfestigt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Aufheizvorrichtung in Form von Mikrowellensendern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Mikrowellensendern eine Fokussierungs­ vorrichtung zugeordnet ist.