DE4308567C1

DE4308567C1 - Process for the preparation of asphalt mixtures

Info

Publication number: DE4308567C1
Application number: DE19934308567
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Chem Dr Potschka; Hans Dipl Ing Schmidt; Heinz-Peter Louis
Original assignee: Deutag AG
Current assignee: Deutag GmbH and Co KG
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2013-03-19

Abstract

The process for the preparation of asphalt mixtures from gravel (grit), optionally sand and filler and the binder bitumen at elevated temperatures is carried out by mixing the components gravel and, if desired, sand and filler first, in a first step, with a relatively small part-amount of a relatively soft bitumen and then, in a second step, with a relatively large part-amount of a relatively hard bitumen.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Asphaltmischgut aus Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller sowie als Bindemittel Bitumen bei erhöhten Temperaturen.The present invention relates to a method for Production of asphalt mix from chippings and if necessary Sand and filler as well as bitumen as a binder for elevated Temperatures.

Nach dem Stand der Technik werden der Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller bei Temperaturen zwischen 120 und 200°C, mei stens zwischen 160 und 190°C, mit Bitumen als Bindemittel ge mischt und dann zur Baustelle transportiert, durch flächige Verteilung eingebaut und in üblicher Weise verdichtet. Hierbei gilt der untere Grenzwert für das abgeladene Mischgut beim Einbau, während der obere Grenzwert gilt für das Mischgut beim Verlassen des Mischers oder Silos.According to the prior art, the grit and optionally Sand and filler at temperatures between 120 and 200 ° C, mei at least between 160 and 190 ° C, with bitumen as a binding agent mixes and then transported to the construction site by flat Distribution installed and compressed in the usual way. Here the lower limit for the unloaded mix applies to Installation, while the upper limit applies to the mix at Leaving the mixer or silo.

Die DE-A-23 51 858 beschreibt ein Verfahren zur Vorumhüllung von mineralischen oder anderen Baustoffen im bituminösen Mischgut mit Steinkohlenteerpech. Bei diesem Verfahren wird das Pech feinkörnig bis staubförmig mit dem Füller vermischt und dann zusammen mit dem Mineralfüller auf ca. 200°C erhitzt. Durch die Vorumhüllung dieses Baustoffes mit Pech wird die Haftung des Bitumens auf den Baustoff verbessert, da Pech eine bessere Haftung auf der Baustoffoberfläche besitzt als Bitu men.DE-A-23 51 858 describes a method for pre-wrapping of mineral or other building materials in bituminous Mixed material with coal tar pitch. With this procedure the pitch is fine-grained to dusty mixed with the filler and then heated together with the mineral filler to approx. 200 ° C. By pre-coating this building material with pitch, the Adhesion of the bitumen to the building material improved, as bad luck has better adhesion to the surface of the building material than Bitu men.

Die Verwendung von Pech in Asphaltmischgut ist aber insbeson dere aus Gründen des Umweltschutzes verboten. Für viele Anwen dungsgebiete ist sogar der Zusatz von Pech zum Bitumen verbo ten.However, the use of pitch in asphalt mix is particularly important banned for reasons of environmental protection. For many users Areas of application are even the addition of pitch to bitumen ten.

Aus "Bitumen und Asphalt Taschenbuch", fünfte Auflage 1976, Seiten 120 bis 123 ist bekannt, Verschnittbitumen einzusetzen, um die Verarbeitungstemperatur von Asphalt herabzusetzen. Ver schnittbitumen sind bituminöse Bindemittel aus Destillations bitumen mit Zusätzen von Verschnittmitteln (Flux-Ölen) und Haftmitteln. Unter anderem werden Steinkohlenteeröle und Gemi sche aus Steinkohlenteerölen und Erdöldestillaten verwendet. Ein wesentlicher Nachteil von Verschnittbitumen ist, daß die angegebenen Lager- und Verarbeitungstemperaturen nicht über schritten werden dürfen, da andernfalls zu viele Verschnit tmittel entweichen, was zu einem Anstieg der Viskosität des Bindemittels führt. Darüber hinaus besteht auch noch erhöhte Feuergefahr, da die entweichenden Verschnittmittel möglicher weise an der Luft ein explosives Gemisch bilden können.From "Bitumen and Asphalt Taschenbuch", fifth edition 1976, Pages 120 to 123 is known to use waste bitumen, to reduce the processing temperature of asphalt. Ver Cut bitumen are bituminous binders from distillation bitumen with additives of blending agents (flux oils) and Adhesives. Among others, coal tar oils and Gemi from coal tar oils and petroleum distillates. A major disadvantage of waste bitumen is that specified storage and processing temperatures may be walked, otherwise too many blends escaping, causing an increase in the viscosity of the Binder leads. In addition, there is also increased Fire hazard because the escaping blending agents are more possible can form an explosive mixture in air.

Schließlich hat Verschnittbitumen den Nachteil, daß es nach dem Einbau verformungsanfällig bleibt. Dem Fluxmittel muß daher die Möglichkeit zum Entweichen (Verdunsten) gegeben werden, was wiederum nur bei relativ hohlraumreichen Asphalt mischungen möglich ist. Bereits 1976 wurde daher darauf hin gewiesen, daß die Verwendung von Verschnittbitumen stark rück läufig ist.Finally, waste bitumen has the disadvantage that it is after remains susceptible to deformation during installation. The flux must therefore given the opportunity to escape (evaporate) be, which in turn only with relatively void-rich asphalt mixtures is possible. It was pointed out as early as 1976 demonstrated that the use of waste bitumen is strongly receding is common.

Zur Verarbeitung eines in Deutschland für den Straßenbau viel verwendeten Bitumens B80 muß die Herstelltemperatur mindestens 130 bis 140°C betragen, da bei niedrigeren Temperaturen sowohl die Vermischung als auch eine ausreichende Verdichtung nicht mehr möglich sind. Bei Temperaturen von 180°C sind die Kohlen wasserstoffemissionen (PAK) schon sehr hoch, leidet bereits die Qualität des Bindemittels und ist der Energieverbrauch un nötig hoch. Man bemüht sich daher Temperaturen über 160°C zu vermeiden. Eine Absenkung der Misch- und Verarbeitungstempera tur bei der Produktion von Asphaltmischgut ist somit sehr erstrebenswert, stößt jedoch sehr rasch auf technisch bedingte Grenzen, die nicht mehr unterschritten werden können.To process a lot in Germany for road construction Bitumen B80 used must have a minimum manufacturing temperature 130 to 140 ° C, because at lower temperatures both the mixing as well as a sufficient compression not are more possible. The coals are at temperatures of 180 ° C hydrogen emissions (PAH) already very high, already suffering the quality of the binder and the energy consumption necessary high. Efforts are therefore made to temperatures above 160 ° C avoid. A lowering of the mixing and processing temperature tur in the production of asphalt mix is very worth striving for, but quickly comes up with technical ones Limits that can no longer be exceeded.

Vor einigen Jahren ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, welches eine gewissen Absenkung der Temperaturen gestattet, in welchem zunächst der Splitt dann Bitumen und danach erst Fül ler und Sand zugegeben werden. Dieses Verfahren befindet sich im Stadium der technischen Erprobung und könnte bei Bewährung ein Absenken der Temperaturen um ca. 10°C ermöglichen. Das Verfahren erfordert aber apparative und verfahrensmäßige Ver änderungen, die an bestehenden Mischanlagen nicht ohne weite res möglich sind.A procedure was proposed a few years ago which allows a certain lowering of the temperatures in which is first the chippings, then bitumen and then filling ler and sand are added. This procedure is in progress at the stage of technical testing and could prove probable allow the temperatures to be lowered by approx. 10 ° C. The However, the process requires apparatus and procedural ver Changes that are not without major changes to existing mixing plants res are possible.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur weiteren Absenkung der Temperatur bei der Herstellung von Asphaltmischgut zur Verfügung zu stellen, welches einfach durch führbar ist, möglichst auch in bestehenden Mischanlagen zur Anwendung kommen kann und dabei gewährleistet, daß Herstellung und Verarbeitbarkeit sicher durchführbar sind und dennoch er möglicht den Energieverbrauch und die Kohlenwasserstoffemissio nen zu senken. Weiterhin muß gewährleistet sein, daß die so hergestellten Asphaltschichten in gleicher Weise langfristig belastbar bleiben, auch gegen Wasser, Salz, Frost und Hitze sowie bezüglich des Abriebs und der Formbeständigkeit bei star ker Verkehrsbelastung.The invention has set itself the task of a method for further lowering the temperature in the manufacture of To provide asphalt mix, which is simply through is feasible, if possible also in existing mixing plants Application can come while ensuring that manufacture and workability are safe to carry out and yet he enables energy consumption and hydrocarbon emissions lower. Furthermore, it must be ensured that the so produced asphalt layers in the same way long-term remain resilient, also against water, salt, frost and heat as well as abrasion and dimensional stability at star ker traffic load.

Diese Aufgabe kann überraschend einfach dadurch gelöst werden, daß die Komponenten Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller zunächst in einer ersten Stufe mit einer kleineren Teilmenge eines weicheren Bitumens und danach in einer zweiten Stufe mit einer größeren Teilmenge eines härteren Bitumens vermischt wer den.This task can be solved surprisingly simply by that the components grit and, if necessary, sand and filler initially in a first stage with a smaller subset a softer bitumen and then in a second step who mixes a larger subset of a harder bitumen the.

Obwohl die Teilmengen der beiden Bitumenarten in den Grenzen 1 : 3 bis 1 : 1 gewählt werden können, hat sich insbesondere das Ver hältnis 1 : 2 bewährt, so daß die kleinere Teilmenge etwa ein Drittel und die größere Teilmenge etwa zwei Drittel ausmacht.Although the subsets of the two types of bitumen are within the limits 1: 3 up to 1: 1 can be chosen, especially the Ver Ratio 1: 2 proven, so that the smaller subset about one Third and the larger subset make up about two thirds.

Für eine Asphaltmischung, die bisher mit einem Bitumen B80 her gestellt wurde, wird erfindungsgemäß in der ersten Stufe ein Bitumen B200 verwendet. In der zweiten Stufe wird dann ein Bitu men B65 eingesetzt. Die Gesamtmenge der beiden Teilmengen ent spricht völlig der bisher verwendeten Gesamtmenge für Bitumen B80. For an asphalt mix that was previously made with a bitumen B80 was set, according to the invention in the first stage Bitumen B200 used. In the second stage a bit men B65 used. The total of the two subsets ent fully speaks of the total amount used for bitumen B80.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet den Misch- und Verar beitungstemperaturen um mindestens 20°C abzusenken. Laborversuche haben gezeigt, daß sogar eine Absenkung auf 90°C möglich ist ohne die Mischung, die Verarbeitbarkeit und die Qualität der fertigen Asphaltschicht zu beeinträchtigen. Darüberhinaus wurde festgestellt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich günstigere Werte für den Hohlraumgehalt und die Marshall-Stabi lität erzielt werden. Das Optimum dieser Eigenschaften lag bei einem Standardmischgut bei einer Mischtemperatur von 150°C mit Bitumen B80 und bei 120°C Mischtemperatur bei Verwendung von zunächst einem Drittel Bitumen B200 und danach zwei Drittel Bitumen B65. Diese Absenkung der Mischtemperatur von 30°C würde in der Praxis zu einer enormen Energie-Einsparung führen und sollte die Kohlenwasserstoffemissionen (PAK) um mehr als 50% reduzieren. Untersuchungen verschiedener Bitumen-Qualitäten ver schiedener Herkunft haben gezeigt, daß bereits eine Temperatur absenkung von ca. 11°C die Kohlenwasserstoffemission um 50% absenkt. Gleichzeitig hat sich jedoch auch gezeigt, daß die Kohlenwasserstoffemissionen zwischen verschiedenen Bitumen-Qua litäten verschiedener Herkunft erhebliche Abweichungen aufwei sen. Diese Abweichungen können mehr als den Faktor 2 ausmachen.The method according to the invention permits mixing and processing processing temperatures by at least 20 ° C. Laboratory tests have shown that even a drop to 90 ° C is possible without the mix, the workability and the quality of the affect finished asphalt layer. Beyond that found that by the method of the invention clearly more favorable values for the void content and the Marshall stabilizer be achieved. The optimum of these properties was included a standard mix at a mixing temperature of 150 ° C Bitumen B80 and at 120 ° C mixing temperature when using first a third bitumen B200 and then two thirds Bitumen B65. This would lower the mixing temperature by 30 ° C in practice lead to enormous energy savings and the hydrocarbon emissions (PAH) should be increased by more than 50% to reduce. Investigations of different bitumen qualities ver of different origins have shown that a temperature already reduction of approx. 11 ° C the hydrocarbon emission by 50% lowers. At the same time, however, it has also been shown that the Hydrocarbon emissions between different bitumen qua lities of different origins sen. These deviations can make up more than a factor of 2.

Die labormäßige Untersuchung von erfindungsgemäß hergestellten Proben hat weiterhin gezeigt, daß wichtige Eigenschaften wie Stabilitätsabfall nach Wasserlagerung um ca. 20% besser liegen als bei herkömmlich hergestelltem Asphalt.Laboratory examination of products manufactured according to the invention Samples has also shown that important properties such as Stability drop after water storage is about 20% better than with conventionally manufactured asphalt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bei be stehenden Mischanlagen nur geringe Änderungen notwendig, so daß auch diese bestehenden Anlagen ohne weiteres umgerüstet werden können. To carry out the method according to the invention, be standing mixing plants only minor changes necessary so that these existing systems can also be easily converted can.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich selbstverständlich auch einsetzen für die Herstellung von Asphaltmischgut in sehr heißen oder sehr kalten Klimazonen. Während in heißen Klimazonen üb licherweise härtere Bitumen-Qualitäten wie B65 und in Extremfäl len sogar B45 verarbeitet werden, kommen in sehr kalten Klimazo nen weichere Bitumen-Qualitäten, wie B200 und seit neuestem sogar bis hin zu B800 zur Anwendung. Durch einfache Vorversuche läßt sich ermitteln, welche Bitumen-Qualitäten in Mischungsver hältnissen im Bereich 1 : 3 bis 1 : 1 in etwa der bisher angewende ten Bitumen-Qualität entsprechen. Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt offensichtlich in der ersten Stufe eine rasche und voll ständige Benetzung der Oberflächen von Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller, während in der zweiten Stufe die zusätzlich notwendige Menge an Bindemittel insgesamt zugesetzt wird. Die beiden Bitumen-Qualitäten sind lückenlos miteinander mischbar, so daß die Eigenschaften der gesamten Bindemittelmenge in etwa der des Gemisches entsprechen. Dennoch werden durch das erfin dungsgemäße Verfahren bessere Qualitäten erhalten unter gleich zeitiger Senkung der Energiekosten und Kohlenwasserstoffemissio nen.The method according to the invention can of course also be used use for the production of asphalt mix in very hot or very cold climates. While practicing in hot climates Certainly harder bitumen qualities like B65 and in extreme cases Even B45 are processed, come in very cold climates softer bitumen grades, such as B200 and more recently even up to B800 in use. By simple preliminary tests it can be determined which bitumen qualities in mix ver Ratios in the range 1: 3 to 1: 1 roughly the one used up to now bitumen quality. The method according to the invention obviously seems fast and full in the first stage constant wetting of the surfaces of grit and, if necessary Sand and filler, while in the second stage the additional necessary amount of total binder is added. The the two bitumen qualities can be mixed without any gaps, so that the properties of the total amount of binder approximately correspond to that of the mixture. Nevertheless, the inventions Process according to the invention obtain better qualities under the same early reduction in energy costs and hydrocarbon emissions nen.

Claims

1. A process for the production of asphalt mix from grit and optionally sand and filler and as a bitumen binder at elevated temperatures, characterized in that the grit and optionally sand and filler components first in a first stage with a smaller portion of a softer bitumen and then in one second stage are mixed with a larger subset of a harder bitumen.

2. The method according to claim 1, characterized in that the smaller subset about a third and the larger part amounts to about two thirds.