DE60306589T2

DE60306589T2 - Kalt aufgebrachtes Mischgut und Deckschicht eines Strassenbelages mit solchem Mischgut

Info

Publication number: DE60306589T2
Application number: DE60306589T
Authority: DE
Inventors: Alain Chambon
Original assignee: Colas SA
Current assignee: Colas SA
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: EP1387005A1; ES2266754T3; EP1387005B1; DK1387005T3; DE60306589D1; FR2843136A1; ATE332412T1

Description

Die Erfindung betrifft ein kalt aufgebrachtes Mischgut und eine Fahrbahndeckenschicht mit einem solchen Mischgut.
Fahrbahndeckenschichten, seien sie nun mit Asphalt, warm aufgebrachtem Mischgut, kalt aufgebrachtem Mischgut oder anderen Produkten hergestellt, müssen die Sicherheit der Benutzer durch einen Kontakt zwischen Reifen und Fahrbahn sicherstellen, der so leistungsfähig wie möglich ist, sogar unter schwierigen Verkehrsbedingungen und bei allen Klimabedingungen.
Um den Erfordernissen der Benutzer entgegen zu kommen und insbesondere ihre Sicherheit sicherzustellen, müssen Fahrbahndeckenschichten daher eine gute Haftung der Fahrzeuge auf den Fahrbahnen erlauben, insbesondere der kurvigen Fahrbahnen, bei trockenem Wetter und bei Regen. Die Vorzüge müssen dauerhaft sein.
Die angestrebte Haftung ergibt sich aus der Fähigkeit der Fahrbahndeckenschichten, Reibungskräfte bei der Berührung der Reifen mit der Fahrbahn unter verschiedenen Fahrbedingungen, wie zum Beispiel Beschleunigungen, Abbremsen, Kurven oder Ausweichmanövern zu erzeugen. Wenn das Haftungsniveau im Allgemeinen auf trockenen Fahrbahnen außer bei außergewöhnlichen Fällen, wie zum Beispiel zufälligen Verschmutzungen, zufrieden stellend ist, ist die Haftung verringert, wenn die Fahrbahnen feucht oder nass sind. Das ist im Wesentlichen auf die Gegenwart von Wasser zwischen den Reifen und der Fahrbahnoberfläche zurückzuführen.
Um eine gute Haftung der Reifen auf der Fahrbahn sicherzustellen, muss die Fahrbahnoberfläche geometrisch so konzipiert werden, dass ein gutes Ableiten des Wassers erlaubt wird, und dass der restliche Wasserfilm an einer gegebenen Stelle beim Laufen des Reifens an dieser Stelle der Fahrbahn bricht. Ferner muss die Struktur der Fahrbahnoberfläche so ausgewählt werden, dass jede Verschlechterung der Haftung durch Verstopfen der Räume, die zwischen den Elementen, die die Struktur der Fahrbahnoberfläche bilden, vermieden wird. Gleichzeitig dürfen die Struktur und die Rauheit der Fahrbahnoberfläche keine vorzeitige Abnutzung der Reifen bewirken.
Das Dokument DE-A-1 459 685 beschreibt ein kalt aufgebrachtes Mischgut für Bitumenbeschichtung der Fahrbahn, das Splitt enthält, von dem ein Teil Korund sein kann. Dieses Dokument sieht das Ersetzen der geläufigen Aggregate durch Splitt mit gesteigerter Härte und gleicher Granulometrie vor.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein kalt aufgebrachtes Mischgut vorzuschlagen, das es erlaubt, eine Fahrbahndeckenschicht oder eine Straßenbeschichtungsoberfläche so herzustellen, dass die Haftung der Reifen auf der Fahrbahn im Vergleich zur herkömmlichen Beschichtung verbessert wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Mischgut gemäß Anspruch 1 und eine Fahrbahndeckenschicht gemäß Anspruch 11 verwirklicht.
Erfindungsgemäß weist der Splitt, der durch industrielles Umformen eines Gesteinsstoffs hergestellt wird, einen beschleunigten Polierkoeffizienten auf, der gemäß der französischen Norm P 18-575 gemessen gleich oder größer 0,58 ist.
Der erzielte Splitt hat hohe intrinsische Merkmale, deren Werte sich mit der Zeit und unter der Aggression des Verkehrs so wenig wie möglich weiterentwickeln.
Vorzugsweise ist der Gesteinsstoff ein Aluminiumerz.
Die bevorzugten Aluminiumerze sind Bauxit, Alumin und ihre Gemische, insbesondere Bauxit.
Die industrielle Umformung weist eine Behandlung des Erzes auf, die zu einem Steigern der Härte dieses Erzes führt, insbesondere eine Härtungswärmebehandlung des Erzes.
Die Kontaktgüte eines Reifens mit einer Fahrbahn ist gekennzeichnet durch den beschleunigten Polierkoeffizienten, nachfolgend CPA genannt. Dieser Koeffizient, der eine Güte des Splitts darstellt, wird in regelmäßigen Abständen gemessen, um die Weiterentwicklung dieses Merkmals zu überwachen.
Weitere physikalische Merkmale der Beschichtung werden ebenfalls gemessen und überwacht. Darunter befinden sich die Makrorauheit, die gemäß der Norm NF P-98-216-1 gemessen wird (Tests für Fahrbahnen – Bestimmen der Manotextur-Teil 1: Echthöhentest mit Sand (HSv)), der Längsreibungskoeffizient (CFL), gemessen gemäß der Norm NF P 98-220-2 (Tests für Fahrbahnen – Haftungstests – Teil 2: Verfahren zum Erzielen eines Längsreibungskoeffizienten), und der Querreibungskoeffizient (CFT), gemessen gemäß der Norm NF P 98-220-3 (Test für Fahrbahnen – Haftungstests – Teil 3: Verfahren zum Messen des Querreibungskoeffizienten zwischen einem Fahrzeugreifen und der Fahrbahn). Während erstere die physikalischen Merkmale über eine ziemlich lange Zeitspanne betrifft, wählt man Werkstoffe aus massivem Gestein aus und unterzieht sie einer industriellen Umformung, insbesondere einem Brechen, um Splitt zu erzielen, der auf allen Seiten schneidende Kanten und eine ausreichende Rauheit aufweist, um langfristig hohe Längs- und Querreibungskoeffizienten sicherzustellen. Das Gestein wird so ausgewählt, dass die Kanten des aus dem Brechen hervorgehenden Splitts möglichst lange halten.
Um einen Werkstoff zu erzielen, der eine Einheit physikalischer Eigenschaften hat, die im Vergleich zu dieser Kombination des natürlichen Zustands verbessert sind, vereint man Werkstoffe, die ein Mikrorauheitsmerkmal haben, das möglichst hoch ist, wie gebrannte Bauxite, man schafft eine Formulierung des kalt aufgebrachten Mischguts, die sicherstellt, dass das Maximum dieser Werkstoffe, das in der Fahrbahn gegenwärtig ist, mit dem Reifen in Berührung ist, um eine gute Haftung des Fahrzeugs auf der Fahrbahn sicherzustellen, und man stellt dieses Gemisch mit einem Bindemittel auf hochleistender Bitumenemulsionsbasis her.
Die Splittsorten, die vorzugsweise erfindungsgemäß verwendet werden, sind gebrannte Bauxite mit einer Granulometrie, die 6 mm nicht überschreitet, vorzugsweise 1/3 und/oder 3/6. Die Härte des Splitts, gemessen gemäß der französischen Norm P 18-573 „Los Angeles"-Versuch, ist kleiner oder gleich 15, und die Abnutzung des Splitts, gemessen gemäß der französischen Norm P 18-572 „Mikro-Deval-Abnutzungsversuch" (MDE) ist kleiner oder gleich 12.
Um sicherzustellen, dass das Maximum an Splitt mit dem Reifen in Berührung ist, wird das kalt aufgebrachte Mischgut in feiner Schicht aufgebracht, deren Stärke in etwa dem größten Kaliber des Splitts entspricht. Das erfindungsgemäße Mischgut wird zu 6 bis 12 kg/m² aufgebracht, was eine Schichtstärke in der Größenordnung von jeweils 3 oder 6 mm in Abhängigkeit von den voraussichtlichen Beanspruchungen ergibt.
Damit jedes Stück Splitt fest an der Beschichtungsschicht befestigt ist, auf der das erfindungsgemäße kalt aufgebrachte Mischgut verteilt wird, verwendet man ein Bindemittel auf der Basis einer hochleistenden Bitumenemulsion, insbesondere eine Bitumenemulsion, die durch einen oder mehrere Elastomere modifiziert ist, und insbesondere durch Styrol-Butadien-Styrol (SBS) beliebiger Herkunft. Diese Beimischung wird zu der Bitumenemulsion zu 15 bis 70 kg pro Tonne Emulsion hinzugefügt, zum Beispiel zu 40 kg pro Tonne Emulsion. Die erfindungsgemäßen Bitumenemulsionen enthalten im Allgemeinen 60 bis 70 Gew.-% Bitumen, wobei der Rest aus Wasser und eventuellen Zusatzstoffen besteht.
Um das Anbringen des Mischguts zu optimieren, kann das erfindungsgemäße kalt aufgebrachte Mischgut mindestens einen mineralischen oder organischen Zusatzstoff enthalten, zum Beispiel Glasfasern. Diese Zusatzstoffe verbessern die Kohäsion und den Abrisswiderstand des Splitts von dem kalt aufgebrachten Mischgut.
Im Allgemeinen weist das erfindungsgemäße kalt aufgebrachte Mischgut 50 bis 70 Gew.-% Splitt und 50 bis 30 % Sand im Vergleich zum Gesamtgewicht an Splitt und Sand in dem Mischgut auf.
Der Gehalt an Bindemittel liegt generell zwischen 10 und 13 Gewichtsanteilen für 100 Gewichtsanteile Splitt und Sand.
Die Erfindung wird auch mit einer Fahrbahndeckenschicht verwirklicht, die mit einem oben beschriebenen kalt aufgebrachten Mischgut hergestellt ist.
Wenn das erfindungsgemäße Mischgut ausgebreitet ist, werden verschiedene Tests kurze Zeit nach dem Ausbreiten und dann in regelmäßigen Abständen, zum Beispiel einmal jährlich, vorzugsweise zur gleichen Jahreszeit ausgeführt, um die Weiterentwicklung der Fahrbahndeckenschicht zu überwachen. Der beschleunigte Polierkoeffizient muss größer als 0,58 sein und vorzugsweise Werte haben, die bis zu 0,85 gehen.
Der Längs- und der Querreibungskoeffizient müssen im oberen Bereich der nationalen Zone, dessen Merkmale von der Geschwindigkeit, bei der die Messung erfolgt, vom Verkehrstyp und vom Beschichtungstyp selbst liegen, und über diesem oberen Bereich der Zone liegen. Diese Koeffizienten sollten innerhalb einer Zeitspanne von 5 Jahren nicht mehr als 20 % ihres Originalwerts verlieren. Ein Beispiel für eine solche Zone ist in der alleinigen anliegenden Figur dargestellt.
Im Vergleich zu den früher verwendeten Techniken gehört das erfindungsgemäße Mischgut zu den leistungsfähigsten und ist billiger als herkömmliche Produkte, die gleichwertige Leistungen haben. Sein Qualitäts-Preisverhältnis ist daher besser. Sein Umsetzen erfolgt mit dem herkömmlichem Material der kalt aufgebrachten Mischgüter. Ist die Unterlage sehr stark verformt, muss sie vorbereitet werden, damit die Oberfläche der Beschichtung möglichst homogen ist, um kein erfindungsgemäßes Mischgut durch Überdicken zu vergeuden.
Das erfindungsgemäße kalt aufgebrachte Mischgut kann das eine oder das andere der folgenden Merkmale aufweisen, die einzeln oder in jeder technisch möglichen Kombination im Rahmen, der von dem Anspruch 1 definiert wird, betrachtet werden:

– das Bindemittel ist so formuliert, dass der Splitt seine Porosität nicht verliert, was durch eine Formulierung erzielt wird, die das Aufsteigen von Bindemittel vermeidet;
– die Leistung des Bindemittels ist derart, dass der Splitt fest auf dem Träger befestigt ist, um den horizontalen Beschleunigungskräften zu widerstehen;
– der bei 40 km/h gemessene CFL ist größer als 0,65;
– der bei 60 km/h gemessene CFT ist größer oder gleich 0,80;
– HSv ist größer als 0,8 und kleiner als 1,4;
– der Sand wird nur als Füllstoff verwendet, weshalb seine Granulometrie viel kleiner ist als die des Splitts, zum Beispiel 0/1 oder 0/2;
– das Mischgut enthält nur Splitt, der die gleiche hohe Qualität hat, um eine homogene Berührung mit den Reifen sicherzustellen und dadurch die hohe Haftung der Reifen auf der mit dem kalt aufgebrachten Mischgut hergestellten Fahrbahn sicherzustellen.

Das erfindungsgemäße Mischgut weist im Vergleich zu anderen Produkten, die gleichwertige Leistungen haben, den Vorteil auf, dass es mit einem herkömmlichen Werkstoff und einem herkömmlichen Bindemittel und insbesondere unter Fehlen von Harz hergestellt wird. Dieses kalt aufgebrachte Mischgut ist daher billiger als die anderen Produkte. Ferner wird das erfindungsgemäße kalt aufgebrachte Mischgut mit dem traditionellen Material dieses Bereichs hergestellt und erfordert keine spezifische Schulung des Personals.

Claims

Kalt aufgebrachtes Mischgut bestehend aus Splitt, Sand, einem Bindemittel auf der Basis einer Bitumenemulsion und eventuell einem Zusatzstoff, mineralisch oder organisch, der die Kohäsion und die Abrissfestigkeit des Splitts verbessert, bei dem der Splitt aus Splitt ist, der durch industrielle Umformung eines Gesteinsstoffs erzielt wird, die eine Behandlung eines Erzes umfasst, die zu einem Steigern der Härte dieses Erzes führt, und ein Brechen, und wobei der Splitt einen beschleunigten Polierkoeffizienten gemessen gemäß der französischen Norm P 18-575 gleich oder größer 0,58 aufweist, wobei dieser Splitt eine Granulometrie gleich oder kleiner 6 hat und 50 bis 70 Gew.-% im Vergleich zum Gesamtgewicht des Splitts und Sands aufweist, der Sand eine Granulometrie gleich oder kleiner 2 hat und der Sand eine Granulometrie stark unter der des Splitts hat, und 50 bis 30 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht des Splitts und des Sands darstellt, und wobei der Gehalt an Bindemittel zwischen 10 und 13 Gewichtsanteilen für 100 Gewichtsanteile Splitt und Sand liegt.
Kalt aufgebrachtes Mischgut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte des Splitts gemessen gemäß dem „Los Angeles"-Versuch kleiner oder gleich 15 ist.
Kalt aufgebrachtes Mischgut nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnutzung des Splitts gemessen gemäß dem „Mikro-Deval-Abnutzungsversuch" kleiner oder gleich 12 ist.
Kalt aufgebrachtes Mischgut nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine durch einen oder mehrere Elastomere modifizierte Bitumenemulsion ist.
Kalt aufgebrachtes Mischgut nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer ein Styrol-Butadien-Styrol ist.
Kalt aufgebrachtes Mischgut nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Elastomere 15 bis 70 kg pro Tonne Emulsion darstellen.
Kalt aufgebrachtes Mischgut nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesteinsstoff ein Erz ist.
Kalt aufgebrachtes Mischgut nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Erz ein Aluminiumerz ist.
Kalt aufgebrachtes Mischgut nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumerz ausgewählt wird aus Bauxit, Alumin und ihren Gemischen, vorzugsweise Bauxit.
Gemisch nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die industrielle Umformung eine Wärmebehandlung zum Härten des Erzes umfasst.
Fahrbahndeckenschicht einer Straßenbeschichtung hergestellt mit einem kalt aufgebrachten Mischgut nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Mischgut zu 6 bis 12 kg/m² aufgebracht wird.