DE60208755T2

DE60208755T2 - Verfahren zur Herstellung von Asphaltschichten

Info

Publication number: DE60208755T2
Application number: DE60208755T
Authority: DE
Inventors: Elisabetta Canavesi; Luigi D'elia
Original assignee: Agip Petroli SpA
Current assignee: Eni SpA
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2006-11-02
Also published as: ITMI20010729A1; ES2256404T3; ITMI20010729A0; ATE316122T1; DE60208755T8; SI1247839T1; EP1247839A1; EP1247839B1; DE60208755D1; PT1247839E

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung von Konglomeraten für den Einsatz bei Straßen, insbesondere für Beläge, welches Emulsionen von Bitumen, die mit hohen prozentualen Anteilen an Polymer modifiziert sind, nutzt.
Es ist bekannt, dass Überzüge für Straßendecken hauptsächlich mit Bitumen, das bei einer hohen Temperatur mit inerten Produkten in Pflanzen für die Herstellung von Konglomeraten vermischt wird, hergestellt werden. Bitumen ist ein relativ kleiner Anteil der das Konglomerat bildenden Mischung und fungiert als ein viskoelastischer Ligand für Teilchen von Mineralaggregaten (Steinen, Sand, Additiven). Die Herstellung von heißen Mischungen erfolgt in der Regel bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 190°C, wohingegen das anschließende Aufbringen auf die Straßenoberfläche bei einer Temperatur im Bereich von 140 bis 170°C durchgeführt wird.
Die Aggregate, Sand und Bitumen werden auf eine hohe Temperatur erwärmt, wenn das Bitumen die Teilchen von Mineralaggregaten umhüllt, womit die Mischung flüssig gemacht wird, um eine gute Verarbeitbarkeit während des Mischens, Aufbringens und Kompaktierens zu sichern. Das Arbeiten bei niedrigeren Temperaturen bewirkt häufig eine Verschlechterung der Qualität des Asphalts, wodurch es zu Beschränkungen in der Anwendbarkeit der Endmischung kommt; es ist aber ebenfalls bekannt, dass das Arbeiten bei hohen Temperaturen verschiedene Nachteile mit sich bringt, wie einen hohen Energieverbrauch und die schädliche Emission von Dämpfen mit einer damit verbundenen ernsten negativen Auswirkung auf die Umwelt.
Für die Herstellung von Asphaltdecken ist im Besonderen bekannt, dass die Materialien Konglomerate sind, d. h. Mischungen, die bei einer hohen Temperatur (150–180°C) aus inerten Produkten gemäß einer exakten granulometrischen Kurve und Bitumen, verflüssigtem Bitumen oder modifiziertem Bitumen, das unterschiedliche prozentuale Anteile verschiedener Arten von Polymeren enthält, hergestellt werden, unter denen das am meisten bekannte Styrol-Butadien-Styrol (SBS) ist.
Parallel dazu sind auf diesem Gebiet auch spezielle Anwendungen von Emulsionen oder Dispersionen von Bitumen in Wasser entwickelt worden, die infolge der Zugabe kleiner Mengen von Substanzen, die als Emulgatoren bezeichnet werden, stabilisiert werden.
Diese Emulsionen werden durch das Mischen in einer kolloidalen Mühle von heißem Bitumen mit einer Dispersionsphase (den/die Emulgator(en) und gegebenenfalls Säure enthaltendes Wasser) zubereitet.
Im Falle der Emulgierung von modifizierten Bitumen sind die Betriebstemperaturen ziemlich hoch, und um ein Sieden des Wassers zu verhindern, arbeitet die Mühle unter Druck; darüber hinaus wird die gebildete Emulsion unverzüglich mit einem am Auslass der Mühle angeordneten Wärmetauscher gekühlt.
In Abhängigkeit von der Natur des verwendeten Emulgators können die Emulsionen vom basischen Typ (anionisch) oder vom Säure-Typ (kationisch) sein.
Diejenigen von Interesse sind vom kationischen Typ und werden mit Salzen von aliphatischen Aminen, Polyaminamiden oder Salzen von quaternärem Ammonium hergestellt.
Die Formulierung (Emulgator und dessen Menge) beeinflusst hauptsächlich die "Entmischungsgeschwindigkeit", eine äußerst wichtige Charakteristik in Bezug auf die verschiedenen Typen von Anwendungen. Diese wird in Bezug auf die Menge an Füllstoff, der zum Entmischen bzw. Brechen von 100 g Emulsion erforderlich ist, gemessen und kann durch verschiedene Verfahren bestimmt werden, darunter die NF T 66-017 und prEN 13075-1-Verfahren (Draft).
Emulsionen mit einer schnellen Entmischungsgeschwindigkeit sind nahezu ausschließlich für Sprühvorgänge zwischen einer Konglomeratschicht und einer anderen geeignet (Verbinden oder Verankern des Belags); als eine Folge von deren Entmischungsge schwindigkeit und der sich daraus ergebenden Unfähigkeit, inerte Produkte wirksam zu beschichten, sind diese in der Tat für Mischungen mit Schotter geeignet.
Emulsionen mit einer mittleren Entmischungsgeschwindigkeit andererseits werden für die Oberflächenbehandlung (wie Mikromate) für die Reparatur von rissigen Flächen oder für die Wiederherstellung der Anfangsrauhigkeit von Überzügen verwendet, welche zu glatt geworden sind, um eine genügende Anhaftung von Autoreifen zu gewährleisten.
In diesem Fall liegen die Konglomeratschichten in einer Größenordnung von 1–1,5 cm.
Schließlich dienen Emulsionen mit einer langsamen Entmischungsgeschwindigkeit für so genannte Kaltkonglomerate, Mischungen mit inerten Produkten, die ziemlich arm an Feinteilchen sind und allgemein für kleinere Instandhaltungsarbeiten verwendet werden. Eine Teer (grave)-Emulsion (ein Konglomerat für die Basisschicht, unterhalb des Belags) gehört ebenfalls zu dieser Kategorie.
Trotz all dieser Anwendungen von Emulsionen werden Abnutzungsschichten derzeit immer noch in der klassischen Weise durch Verpastung der Aggregate mit Bitumen bei hohen Temperaturen (150°–190°C) und Auftragen des Endprodukts auf die Straße bei Temperaturen von 140°–170°C hergestellt.
Diese Technik, wie bereits erwähnt, hat beträchtliche Nachteile, nicht nur vom Standpunkt der Energie (die inerten Produkte und Bitumen müssen zuerst erwärmt werden und ihre Mischung muss dann gekühlt werden), sondern auch in Bezug auf die Umwelt. Die angewandten Temperaturen bewirken de facto die unvermeidbare Emission von Dämpfen, die verschiedene Arten von Pulvern und organischen Substanzen enthalten, mit der sich daraus ergebenden Exposition der damit arbeitenden Personen an diese.
Um diese Wirkungen zu minimieren, werden alternative Produkte und Technologien untersucht, welche ein Verringern der Temperatur sowohl während der Herstellungsphase des Konglomerats als auch während dessen Verwendung ermöglichen.
Ein Beispiel ist in einem Bericht beschrieben, der auf dem 2. Eurasphalt & Eurobitume-Kongress (Barcelona, 20–22/09/00), Buch II, Seiten 830–840) präsentiert wurde.
In diesem Bericht wird ein erstes Mischen der Aggregate mit einem Bitumen mit hoher Penetration vorgeschlagen, gefolgt von der Zugabe eines härteren Bitumens in der Form von Schaum oder einer Emulsion. Auf diese Weise werden die Mischtemperaturen auf 100–120°C und die Kompaktierungstemperaturen auf 80–90°C gesenkt.
Der Anmelder fand seinerseits ein Verfahren für die Herstellung von Belägen, welches die Verwendung von Emulsionen auf Basis von mit hohen prozentualen Anteilen von Polymer modifiziertem Bitumen umfasst, und welches in allen Verarbeitungsphasen bei viel niedrigeren Temperaturen als im Fachbereich bekannt durchgeführt wird, ohne dass es zu irgendeinem der oben genannten Nachteile in Verbindung mit der Anwendung niedriger Temperaturen kommt, womit andererseits klare Vorteile erzielt werden können, insbesondere vom ökologischen und toxikologischen Standpunkt: mit der Verwendung der bitumenhalten Emulsionen gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in der Tat möglich, Beläge zu bilden und zu erhärten, womit Dampfemissionen auf das Maximum beschränkt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung von Belägen ohne Emission von bitumenhaltigen Dämpfen, bestehend aus dem Mischen der für die Bildung des Belags selbst erforderlichen Bestandteile mit einer mit einem prozentualen Anteil an Polymer im Bereich von 1 bis 20 Gew.-% modifizierten Bitumen-Emulsion bei Temperaturen von weniger als 100°C und für Zeitspannen von weniger als 3 Stunden, wobei die mit der Belagsschmelze zusammenpassenden Größen mit der modifizierten Bitumen-Emulsion, die erforderlich ist, dass der Endgehalt an modifiziertem Bitumen, bezogen auf die Gesamtmenge von Aggregaten, gleich 3–8 Gew.-% ist, gemischt werden und wobei ein Teil des Füllstoffs in den Größen mit einer Menge an Zement im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Aggregate, ersetzt wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst in Wirklichkeit drei Arbeitsphasen, nämlich die Herstellung der Rohmaterialien, die Bildung der Emulsion und das Mischen der Emulsion mit den Aggregaten, doch die charakteristische Wertigkeit ist der Einsatz ei ner Emulsion von mit einem höheren Polymergehalt modifiziertem Bitumen, welcher zum ersten Mal die Herstellung und die Aufbringung eines Straßenbelags bei angemessenen Temperaturen erlaubt.
In Bezug auf die spezifischen Details kann das Herstellungsverfahren des Belags gemäß der Erfindung durch zwei alternative Verfahrensweisen mit den gleichen Resultaten durchgeführt werden.
Das erste umfasst:

– Mischen aller Größen der inerten Produkte, mit Ausnahme von Zement, mit Wasser;
– Zugeben der modifizierten Bitumen-Emulsion zu der so erhaltenen Mischung und Mischen;
– Zugabe des Zements;
– Mischen.

Das zweite Verfahren umfasst:

– Mischen aller großer Größen von inerten Produkten mit einem Teil der Emulsion von modifiziertem Bitumen;
– Zugeben der Zwischengrößen und der restlichen Emulsionsmenge und Mischen;
– Zugabe des Füllstoffs und/oder Zements;
– Mischen.

Um zu Zwecken der Erläuterung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wieder zu den drei Phasen, die für die Ausführungsform des Verfahrens erforderlich sind, zurückzukehren, sind die folgenden Betriebsphasen von besonderer Bedeutung:
Im ersten Teil werden die Rohmaterialien hergestellt.
Das verwendete modifizierte Bitumen ist ein gemäß dem italienischen Patent 1 276 891 hergestelltes Bitumen mit einem prozentualen Anteil eines Styrol- und Butadien-Elastomer-Blockcopolymers (herkömmlicherweise als SBS bezeichnet) im Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 4 bis 15 Gew.-%.
Die "Dispersions"-Phase wird mit Wasser und kleinen prozentualen Anteilen von Additiven, "die "Emulgatoren" genannt werden, und Chlorwasserstoffsäure hergestellt.
Die "Emulgatoren" sind Substanzen, die zu der Gruppe von Fettaminen, N-Alkylaminen, N-Alkylpropandiaminen, N-Alkylpropylendiaminen, N-Alkylpropylenpolyaminen, Alkylamidopolyaminen, Alkylamidoimidazopolyaminen und Kombinationen hiervon gehören; sie sind in einer Menge von 0,1–3 % des Gesamtgewichts der bitumenhaltigen Emulsion, typischerweise von 0,1 bis 2 %, zu verwenden.
Die Dosierung von Chlorwasserstoffsäure hängt von dem verwendeten Emulgator ab und ist eine solche, um der Endemulsion einen pH im Bereich von 1 bis 7, typischerweise von 1 bis 5, zu verleihen.
Die "Dispersions"-Phase wird durch Mischen der Säure und des Emulgators mit Wasser bei einer Temperatur im Bereich von 20° bis 80°C, vorzugsweise von 40° bis 80°C zubereitet.
Im zweiten Teil wird die Emulsion mit dem folgenden Verfahren hergestellt: der Strom von modifiziertem Bitumen wird bei einer geeigneten Temperatur und der Strom der "Dispersions"-Phase wird bei einer geeigneten Temperatur unter bestimmten Bedingungen zu der Kolloidalmühle geschickt, wo sie zur Bildung der Emulsion vermischt werden, die vor dem Entleeren in einem Wärmetauscher abgekühlt wird.
Die Herstellung kann auf zwei unterschiedlichen Wegen erfolgen:
1. Methode:
Die "Dispersions"-Phase wird in einen Autoklaven gegeben, der auf einen Druck im Bereich von 1 bis 6 Bar bei einer Temperatur im Bereich von 100°C bis 160°C, typischerweise von 1,5 bis 5 Bar, gebracht wird. Unter diesen Bedingungen wird diese zu der Mühle gleichzeitig mit dem modifizierten Bitumen, das zuvor auf eine Temperatur im Bereich von 140° bis 210°C, vorzugsweise von 160° bis 200°C gebracht wurde, weitergeleitet.
Die Mühle, die aus einem Stator und einem Rotor besteht, der mit einer Geschwindigkeit von bis zu 14.000 U/min rotiert, bleibt unter Druck und dispergiert das Bitumen unter Umformung zu einer Emulsion.
2. Methode
In diesem Fall wird die "Dispersions"-Phase einfach auf eine Maximaltemperatur von 100°C, vorzugsweise unter 95°C, erwärmt; dagegen wird das modifizierte Bitumen zu der Mühle bei einer Temperatur im Bereich von 120° bis 200°C, vorzugsweise von 140° bis 200°C weitergeleitet. Die Mühle steht unter Druck, typischerweise von 1 bis 6 Bar.
In beiden Fällen wird die ausströmende Emulsion mit einem Austauscher gekühlt, und der Gehalt von modifiziertem Bitumen in dem Endprodukt kann im Bereich von 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von 50 bis 70 Gew.-% liegen. Dieses Produkt besteht aus einer kontinuierlichen Phase, die aus der wässrigen Phase besteht, und einer dispergierten Phase, die aus Tröpfchen von modifiziertem Bitumen besteht.
Die mit den oben beschriebenen Verfahren erhaltenen Emulsionen sind insbesondere unter Lagerungsbedingungen bei Raumtemperatur stabil. Unter diesen Bedingungen sind keine Stratifikationen oder Separationen von Bitumen feststellbar, und noch weniger Separationen zwischen Bitumen und Polymer.
Darüber hinaus sind diese durch mittlere Teilchendurchmesser in der Größenordnung von 0,5–5 Mikrometer, typischerweise von 0,5–3 Mikrometer und einen Durchmesser bezüglich 90 % der Population von weniger als 20 Mikrometer, typischerweise weniger als 10 Mikrometer gekennzeichnet.
Was die Entmischungsgeschwindigkeit angeht (gemessen mit dem prEN 13075-1-Draft-Verfahren, aber mit reinem Silica mit einer spezifischen Oberfläche von 430–530 m²/g), zeigen die Emulsionen je nach dem eingesetzten Emulgator, von dessen Menge und dem prozentualen Anteil des Gehalts an modifiziertem Bitumen Werte von weniger als 140 g Füllstoff/100 g Emulsion, typischerweise von weniger als 120 g/100 g Emulsion (durchschnittliche Entmischung).
Dritter Teil: Herstellung der Paste
Die Menge der verwendeten Emulsion hängt von deren Gehalt an modifiziertem Bitumen ab, ist aber ein solcher, um eine Menge an Bitumen in dem Konglomerat im Bereich von 4 bis 6 Gew.-% sicherzustellen.
Die Teile von inerten Produkten, die für die Herstellung von Konglomeraten verwendet werden, liegen in solchen Anteilen vor, die den typischen granulometrischen Schmelzen für den Belag entsprechen, wie diejenigen der ANAS-Spezifikationen:
Diese werden mit der Emulsion entsprechend den weiter unten beschriebenen Anpastungstechniken bei einer Temperatur im Bereich von 0° bis 120°C für Zeitspannen bis zu 3 Stunden verpastet.
Versuchsproben werden mit dem Endprodukt, dem Konglomerat, hergestellt, die gemäß dem CNR B.U. 40-Verfahren getestet werden. Die Konstipation wird ausgehend von dem Konglomerat bei der Mischtemperatur und ohne weitere Erwärmung bewirkt.
Direktmischung bei Raumtemperatur
Die Mischungen von Aggregaten mit der Emulsion bilden im Falle der Durchführung bei Raumtemperatur ohne Hilfsmittel Konglomerate mit so schlechten Charakteristika, dass sie nicht einmal für die Herstellung von Versuchsproben verwendet werden können.
Durch die Einführung von Modifizierungen bei den Anpastungstechniken, was Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist es andererseits möglich, Konglomerate mit einer Marshall-Stabilität von gleich 30–70 % bezüglich derjenigen von Konglomeraten, die mit der gleichen Schmelze und der gleichen Quantität von gemäß der klassischen Heiß-Pasten-Mischtechnologie hergestelltem Bitumen hergestellt wurden, zu erhalten.
Technologie 1
Eine erste Verbesserung der Charakteristika des Konglomerats wird mit der Einführung von Wasser, dem Ersetzen eines Teils des Füllstoffs durch Zement und mit einem abgestuften Mischen erzielt.
Die Herstellung beginnt mit dem Mischen von Wasser mit allen Größen, mit Ausnahme von Zement; sie geht weiter mit der anschließenden Zugabe der Emulsion und endet mit der Zugabe von Zement am Ende. Während jedes Schritts wird die Mischung 1–10 Minuten lang für eine typische Gesamtdauer von 3–15 Minuten gemischt (siehe Beispiel 1).
Die Menge an Wasser variiert von 0 bis 10 Gew.-% bezüglich der inerten Produkte, vorzugsweise von 1 bis 8 %, wohingegen die Menge an Zement im Bereich von 0 bis 10 Gew.-%, typischerweise von 1 bis 7 Gew.-% bezüglich der Aggregate liegt.
Technologie 2
Eine weitere Verbesserung der Charakteristika wird durch Mischen aller Größen, die Zement umfassen, mit Wasser und schließlich durch Zugabe der Emulsion erzielt. Die typischen Zeitspannen liegen im Bereich von 2–10 Minuten (siehe Beispiel 2).
BEISPIEL 1
Um die Emulsion herzustellen, wird ein mit SBS (5,5 Gew.-%) modifiziertes Bitumen verwendet, mit einem Ring-und-Kugel-Wert von 95°C, einer Penetration von 71 dmm und einer "Dispersions"-Phase, welche 0,8 % Emulgator auf Basis von Fettaminen und N-Alkylpropandiamin enthält.
Nachdem das Bitumen auf 190°C und die "Dispersions"-Phase auf 120°C und 3,5 Bar gebracht wurde, wird eine Emulsion mit der Kolloidalmühle hergestellt, welche 65 Gew.-% modifiziertes Bitumen enthält.
Die verwendeten Aggregate beziehen sich auf eine standardmäßige geschlossene granulometrische Schmelze für Beläge (ANAS-Spezifikationen).
Die Emulsion wurde zugegeben, um einen Endgehalt in dem Konglomerat von 5,9 % modifiziertes Bitumen zu erhalten.
Alle inerten Produkte, mit Ausnahme der Menge an Portland-Zement (5 Gew.-% bezüglich der Aggregate), werden bei Raumtemperatur mit 5 Gew.-%, bezogen auf die inerten Produkte, an Wasser vermischt. Nach 2 Minuten Mischen wird die Emulsion zugegeben und das Mischen wird für weitere 2 Minuten fortgesetzt. Schließlich wird der Zement zugegeben und das Mischen wird 2 Minuten lang fortgesetzt.
Das so erhaltene Konglomerat erreicht, wenn es dem Marshall-Test unterworfen wird, die weiter unten beschriebenen Charakteristika. Diese Werte lassen sich mit denjenigen eines Konglomerats, das mit dem klassischen Verfahren mit der gleichen granulometrischen Schmelze und ausgehend von modifiziertem Bitumen hergestellt wurde, vergleichen.
Die Marshall-Stabilität ist gleich 30 % von derjenigen des bei einer hohen Temperatur mit modifiziertem Bitumen hergestellten Konglomerats und gleich 53 % des Mindestwerts, der nach ANAS-Spezifikationen erforderlich ist.
BEISPIEL 2
Das Konglomerat wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass in diesem Fall alle inerten Produkte, einschließlich des Zements, bei Raumtemperatur mit 5 Gew.-%, bezogen auf die inerten Produkte, an Wasser vermischt werden.
Das Endprodukt besitzt die folgenden Charakteristika:
Marshall-Stabilität: 1060 kg
Schlupf: 1,6 mm
Steifigkeit: 660 kg/mm
% freie Hohlräume: 14,7 %
Dieses Mal ist die Marshall-Stabilität gleich 60 % von derjenigen des bei einer hohen Temperatur mit modifiziertem Bitumen hergestellten Konglomerats und ist höher als der nach den ANAS-Spezifikationen geforderte Minimalwert.
Andere Techniken, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, wurden unter Verwendung von Pasten bei Temperaturen von unter 100°C entwickelt; auf diese Weise wird die Emission von Dämpfen eliminiert/verringert und gleichzeitig werden die Charakteristika des Konglomerats verbessert.
Es folgt eine Beschreibung dieser Anpastungstechnologien, die von Raumtemperatur bis zu Temperaturen von unter 100°C durchgeführt werden.
Technologie 3
Die Technik zur Verbesserung der Marshall-Stabilität besteht in der Durchführung eines einfachen Mischens von Aggregaten und Emulsion bei Temperaturen von unter 100°C mit langen Zeitspannen bis zu 3 Stunden, typischerweise mit einem Maximum von 2 Stunden.
Auf diese Weise besitzen die Konglomerate eine Marshall-Stabilität von gleich 50–75 % der mit der Hochtemperatur-Technologie mit modifiziertem Bitumen erhaltenen Werte (siehe Beispiel 3).
Technologie 4
Eine Variation der Technologie 3, die Gegenstand der Erfindung ist, zur Verbesserung der Charakteristika besteht in der Herstellung einer Paste, in welcher ein Teil des Füllstoffs durch Zement ersetzt ist, für eine Menge, die von 1 bis 10 Gew.-% bezüglich der Gesamtmenge der Aggregate variiert. Die Mischzeit beträgt weniger als 2 Stunden.
Das auf diese Weise hergestellte Konglomerat kann Marshall-Stabilitätswerte von gleich 70–85 % der herkömmlichen Werte erreichen.
Technologie 5
Mit Hilfe der Technologie 3, aber unter Anwendung einer Anpastungsverfahrensweise vom sequentiellen Typ, werden die Stabilitätswerte weiter auf 90 % erhöht.
In diesem Fall werden die größten Größen zuerst mit einer Menge der Emulsion im Bereich von 1 bis 40 % der Gesamtmenge, typischerweise von 5 bis 35 %, vermischt, die Zwischengrößen werden anschließend mit der restlichen Emulsion hinzugefügt, und schließlich der Füllstoff.
Jeder Schritt hat eine Mischzeit von 1 bis 40 Minuten; die gesamte Herstellung des Konglomerats dauert typischerweise von 10 Minuten bis 2 Stunden (siehe Beispiel 5).
Technologie 6
Schließlich ist es möglich, die Marshall-Stabilität auf Werte zu erhöhen, die dicht bei den Werten eines klassischen Konglomerats mit modifiziertem Bitumen liegen, unter Anwendung der in der Technologie 5 beschriebenen Zeiten und Anpastungsverfahrensweise, mit der einzigen Variation, dass ein Teil des Füllstoffs durch Zement ersetzt wird (Menge im Bereich von 1 bis 8 %). Siehe Beispiel 6.
BEISPIEL 3 (Vergleich)
Um die Emulsion herzustellen, wird ein mit SBS (5,5 Gew.-%) modifiziertes Bitumen verwendet, mit einem Ring-und-Kugel-Wert von 92°C, einer Penetration von 79 dmm und einer "Dispersions"-Phase, welche 0,8 % Emulgator auf Basis von Fettaminen und N-Alkylpropandiamin enthält.
Nachdem das Bitumen auf 185°C und die "Dispersions"-Phase auf 3,5 Bar gebracht wurde, wird eine Emulsion mit der Kolloidalmühle hergestellt, welche 61 Gew.-% modifiziertes Bitumen enthält.
Die verwendeten Aggregate beziehen sich auf eine standardmäßige geschlossene granulometrische Schmelze für Beläge (ANAS-Spezifikationen).
Ein Konglomerat wird durch Mischen aller inerten Produkte mit der Emulsion während 60 Minuten hergestellt, wobei die gleiche Temperatur beibehalten wird (90°C).
Die Emulsion wurde zugegeben, um einen Endgehalt in dem Konglomerat von 4,8 % modifiziertes Bitumen zu erhalten.
Mit dem so erhaltenen Konglomerat werden Versuchsproben hergestellt, die einem Marshall-Test unterworfen werden. Der Test zeigt die weiter unten spezifizierten Charakteristika an, die sich mit denjenigen eines mit der gleichen granulometrischen Schmelze und modifiziertem Bitumen hergestellten Konglomerats vergleichen lassen.
Die Marshall-Stabilität ist gleich 67 % derjenigen des bei einer hohen Temperatur mit modifiziertem Bitumen hergestellten Konglomerats und ist etwas niedriger als der Schwellenwert der ANAS-Spezifikationen.
BEISPIEL 4
Das Konglomerat wurde wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt, mit dem Unterschied, dass ein Teil der 200-Mesh-Untergröße durch Portland-Zement ersetzt wurde (oder vielmehr wurden 7 % des bezüglich der Schmelze erforderlichen Füllstoffs durch 7 % Zement ersetzt).
Das Endprodukt besitzt die folgenden Charakteristika:
Marshall-Stabilität: 1160 kg
Schlupf: 4,5 mm
Steifigkeit: 258 kg/mm
% freie Hohlräume: 5,6 %
Die Marshall-Stabilität ist gleich 79 % von derjenigen des bei einer hohen Temperatur mit modifiziertem Bitumen hergestellten Konglomerats und ist höher als der nach den ANAS-Spezifikationen geforderte Wert.
BEISPIEL 5 (Vergleich)
Es werden die Emulsion, Aggregate und Schmelze von Beispiel 3 verwendet.
Das Konglomerat wird hingegen mit der folgenden Verfahrensweise hergestellt: 20 Emulsion werden mit den Größen 8/15 und 3/8 bei 90°C während 20 Minuten verpastet; die verbleibende Emulsion wird dann zusammen mit der Größe 0/3 zugegeben und das Mischen wird für weitere 20 Minuten fortgesetzt. Schließlich wird der Füllstoff zugegeben und die Verpastung wird für weitere 20 Minuten fortgesetzt.
Das Endprodukt besitzt die folgenden Charakteristika:
Entmischungsbeladung: 1300 kg
Schlupf: 4,4 mm
Steifigkeit: 295 kg/mm
% freie Hohlräume: 6,6 %
Die Marshall-Stabilität ist gleich 89 % von derjenigen des bei einer hohen Temperatur mit modifiziertem Bitumen hergestellten Konglomerats und ist höher als der nach den ANAS-Spezifikationen geforderte Wert.
BEISPIEL 6
Das Konglomerat wird wie in Beispiel 5 beschrieben hergestellt, mit dem Unterschied, dass ein Teil der 200-Mesh-Untergröße durch Portland-Zement ersetzt wurde (oder vielmehr 7 % des bezüglich der Schmelze erforderlichen Füllstoffs durch 7 % Zement ersetzt wurden).
Das Endprodukt besitzt die folgenden Charakteristika:
Entmischungsbeladung: 1400 kg
Schlupf: 3,2 mm
Steifigkeit: 438 kg/mm
% freie Hohlräume: 6 %
Die Marshall-Stabilität ist gleich 96 % von derjenigen des bei einer hohen Temperatur mit modifiziertem Bitumen hergestellten Konglomerats und ist höher als der nach den ANAS-Spezifikationen geforderte Wert.
Was die anderen Werte angeht, überschreitet die Steifigkeit die Spezifikationswerte, wohingegen der prozentuale Anteil an freien Hohlräumen an der geforderten Maximalgrenze liegt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Belägen ohne Emission von bitumenhaltigen Dämpfen, bestehend aus dem Mischen der für die Bildung des Belages selbst erforderlichen Bestandteile mit einer mit einem prozentualen Anteil an Polymer im Bereich von 1 bis 20 Gew.-% modifizierten Bitumen-Emulsion bei Temperaturen von weniger als 100°C und für Zeitspannen von weniger als 3 Stunden, wobei die mit der Belagsschmelze zusammenpassenden Größen mit der modifizierten Bitumen-Emulsion, die erforderlich ist, dass der Endgehalt an modifiziertem Bitumen, bezogen auf die Gesamtmenge von Aggregaten, gleich 3–8 Gew.-% ist, gemischt werden, und wobei ein Teil des Füllstoffs in den Größen mit einer Menge an Zement im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Aggregate, ersetzt wird.
Verfahren zur Herstellung von Belägen gemäß dem vorhergehenden Anspruch, umfassend die folgenden Stufen: – Mischen aller Größen von inerten Produkten mit Wasser; – Zugeben der modifizierten Bitumen-Emulsion zu der so erhaltenen Mischung und Mischen; – Zugeben von Zement; – abschließendes Mischen.
Verfahren zur Herstellung von Belägen gemäß den vorhergehenden Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen: – Mischen von Wasser (1–10 Gew.-%, bezogen auf die inerten Produkte) mit allen Größen der inerten Produkte, die mit der Belagsschmelze zusammenpassend sind, außer der Menge an Zement (1–7 Gew.-%, bezogen auf die Aggregate), die einen Teil des Füllstoffs ersetzt, für 1–10 Minuten; – Zugeben der Menge an Emulsion, die erforderlich ist, dass der Endgehalt an modifiziertem Bitumen, bezogen auf die Gesamtmenge von Aggregaten, 3–8 Gew.-% ist, und Mischen für 1–10 Minuten; – Zugeben des Zements und Mischen für 1–10 Minuten.
Verfahren zur Herstellung von Belägen gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen: – Mischen von Wasser (1–10 Gew.-%, bezogen auf die inerten Produkte) mit allen Größen der inerten Produkte, die mit der Belagsschmelze zusammenpas send sind, umfassend die Menge an Zement (1–7 Gew.-%, bezogen auf die Aggregate), die einen Teil des Füllstoff ersetzt, für 1–10 Minuten; – Zugeben der Menge an Emulsion, die erforderlich ist, dass der Endgehalt an modifiziertem Bitumen, bezogen auf die Gesamtmenge von Aggregaten, 3–8 Gew.-% ist, und Mischen für 1–10 Minuten.