DE69624541T2

DE69624541T2 - Verwendung eines sehr harten Bitumenbindemittels für die Herstellung eines bituminösen Mischgutes, vor allem bestimmt für den Strassenunterbau

Info

Publication number: DE69624541T2
Application number: DE69624541T
Authority: DE
Inventors: Yannick Jolivet; Michel Malot
Original assignee: Total Raffinage Distribution SA
Current assignee: TotalEnergies Marketing Services SA
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2016-08-09
Also published as: FR2738008A1; CA2183689A1; CN1148073A; JPH09221703A; CN1070904C; ATE226972T1; FR2738008B1; US5759250A; EP0760386A1; ES2185753T3; ZA966986B; JP3919853B2; DK0760386T3; DE69624541D1; EP0760386B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines sehr harten Bitumenbindemittels für die Herstellung eines bituminösen Mischguts, insbesondere bestimmt für den Straßenunterbau.
Es ist bekannt, daß Bitumen erhalten werden kann insbesondere, ausgehend von Rohöl, durch Destillation desselben und/oder durch Entasphaltierung der aus der (oder den) Destillation(en) gewonnenen, schweren Fraktion. Der Bitumen setzt sich, je nach Ursprung des Rohöls, zusammen aus unterschiedlichen Anteilen gesättigter paraffinischer oder naphthenischer oder aromatischer Öle, Harze und Asphaltene zusammen (zum Erhalten von Details diesbezüglich kann man auf das Patent EP 246 956 verweisen, dessen Inhaberin die Anmelderin ist).
Man weiß ebenso, daß bituminöse Mischgüter Zusammensetzungen sind, die ausgehend von Bitumen und mineralischem Granulat erhalten werden, wobei der Bitumen die Rolle eines Bindemittels spielt, welches den Zusammenhalt des Materials sicherstellt.
Man nennt den Widerstand gegenüber einer Spurbildung eines Materials die Eigenschaft, plastischen Fließphänomenen zu widerstehen, die durch den Verkehr, insbesondere schwerem und langsamem, unter heißen klimatischen Bedingungen erzeugt werden können.
Man nennt das mechanische Ermüdungsverhalten eines Materials die Eigenschaft, Antriebslasten, die durch den Verkehr erzeugt werden, unter gemäßigten oder kalten klimatischen Bedingungen auszuhalten.
Es ist bekannt, daß harte Bitumen, das heißt deren Durchdringbarkeit bzw. Penetrierbarkeit bei 25ºC zwischen einschließlich 10 und 25 und dessen Erweichungstemperatur mehr als 60ºC - genannt "Klotz-Ring"-Temperatur aufgrund der zur Messung verwendeten Methode - beträgt, insbesondere erhalten werden ausgehend von Rohöl durch Direktdestillation und/oder die Entasphaltierung.
Bei seiner Verwendung in der Herstellung von bituminösem Mischgut für die Straße ist es andererseits bei einem harten Bitumen, welches für das Mischgut die nachgesuchten Eigenschaften, wie etwa den Spurbildungswiderstand und den Ermüdungswiderstand mitbringt, bekannt, daß je härter der Bitumen ist, desto eher er das Risiko zeigt, Rißbildung mechanischen und/oder thermischen Ursprungs hervorzurufen, die dazu neigen, sich im Mischgut fortzuentwickeln.
Der Gebrauch von hartem Bitumen wirft somit gut bekannte Probleme auf, die den Straßenfachleuten bewußt sind, und das Auffinden einer Lösung dieser Probleme bilden einen Teil ihrer momentanen Bemühungen.
Gleichwohl haben bestimmte Industrieteilnehmer vorgeschlagen, diese harten Bitumen bei der Herstellung von für den Straßenbau bestimmten, bituminösen Mischgüter zu nutzen, wie insbesondere die "Societé Travaux Produit Routiers" in dessen Patent FR 2483938. Man beschreibt dort nämlich ein neues bituminöses Gemenge zur Straßenanwendung, indem ein Bitumen verwendet wird, welches eine Durchdringbarkeit bei 25ºC von zwischen einschließlich 5 und 20, eine Mischungstemperatur von 175ºC und ein Gleit- bzw. Steifigkeitsmodul von zwischen einschließlich 16 · 10³ und 24 · 10³ MPa besitzt.
Im übrigen ist bekannt, daß wenn die Durchdringbarkeit bei 25ºC unter 10 liegt und das Steifigkeitsmodul des Mischguts 24 · 10³ MPa übersteigt, der Bitumen als zu hart angesehen wird, um verwendet werden zu können. Dieser Bitumentyp hat daher bis heute keine für Straßenbauanwendungen mögliche Verwertung erfahren.
Durch Voranbringen ihrer Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet und entgegen der Lehrmeinung der früheren Technik hat die Anmelderin überraschend gefunden, daß es dennoch möglich ist, die besagten, sehr harten Bitumen zur Herstellung von zum Straßenbau bestimmten, bituminösen Mischgütern zu nutzen unter der Bedingung, daß auf einen Gehalt an Bitumen im Mischgut geachtet wird, der das übersteigt, was aus dem Stand der Technik vorbekannt war. Die Anmelderin hat im übrigen festgestellt, daß es möglich ist, wenn man sich den besagten erhöhten Gehalt an dem sehr harten Bitumen bedient, eine Dicke des bituminösen Mischguts auf einer Straße zu nutzen, die unter den gewöhnlichen Dicken liegt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, sehr harte Bitumen zu verwerten, indem sie bei der Anwendung von bituminösem Mischgut genutzt werden, vor allem bestimmt für den Straßenunterbau, und indem gleichwohl auf die Probleme geachtet wird, die sich bei deren Verwertung stellen.
Die vorliegende Erfindung hat nämlich als Hauptgegenstand die Verwendung von sehr hartem Bitumen, eine Durchdringbarkeit bzw. Penetrierbarkeit bei 25ºC von zwischen einschließlich 0 und 20 aufweisend, für die Herstellung eines bituminösen Mischguts, dessen Gleit- bzw. Steifigkeitsmodul über 24 · 10³ MPa liegt, insbesondere bestimmt zur Herstellung oder zur Verstärkung von Straßen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Bitumen im Mischgut mehr als 6 Gewichts%-Teile beträgt.
Die Erfindung hat gleichfalls zum Gegenstand ein bituminöses Mischgut, insbesondere bestimmt zur Herstellung oder zur Verstärkung von Straßen, dadurch gekennzeichnet, daß es mehr als 6 Gewichts%-Teile von einem Bitumen enthält, der eine Durchdringbarkeit bei 25ºC zwischen einschließlich 0 und 20 aufweist und dessen Gleit- bzw. Steifigkeitsmodul mehr als 24 · 10³ MPa beträgt.
In diesen Gegenständen der Erfindung sowie in der Folge der vorliegenden Beschreibung wird die Durchdringbarkeit bzw. Penetrierbarkeit gemessen gemäß der Norm AFNOR NFT 66-004, und das Gleit- bzw. Steifigkeitsmodul ist bestimmt gemäß der Methode TOTAL 762-94.
Im Sinn der vorliegenden Erfindung kann der Bitumen, der die Rolle des Bindemittels spielt, ein als "natürlich" bezeichneter Bitumen sein oder ein als "synthetisch" bezeichneter Bitumen sein. Der natürliche Bitumen kann insbesondere aus Rohöl, bituminösem Schiefer, Schwerölen, bituminösem Sand ausgewählt werden.
Der natürliche Bitumen kann zum Beispiel sein:
a) die schwere Fraktion, die durch Direktdestillation von Rohöl unter Atmosphärendruck oder unter reduziertem Druck erhalten wird;
b) die schwere Phase, die durch Entasphaltierung mit Lösungsmittel einer schweren Fraktion gemäß a) erhalten wird;
c) das Oxidationsprodukt, in Gegenwart oder Abwesenheit von Katalysatoren, einer schweren Fraktion gemäß a) oder einer schweren Phase gemäß b);
d) das Oxidationsprodukt, in Gegenwart oder Abwesenheit von Katalysatoren, einer Mischung von einer schweren Fraktion gemäß a) oder einer schweren Phase gemäß b) und
- eines Destillats oder
- eines Aromatenextrakts, erhalten durch die Aromatisierung von Schmierölen, oder aber
- eines Entasphaltierpechs;
e) eine Mischung eines gemäß c) und d) erhaltenen, oxidierten Produkts oder einer Hartphase, und
- eines Destillats oder
- eines Aromatenextrakts, erhalten durch die Entaromatisierung von Schmierölen, oder
- eines Entasphaltierpechs, oder aber
- einer schweren Fraktion gemäß a) oder einer schweren Phase gemäß b);
f) eine viskoreduzierte Basis, allein oder in Mischung mit einem oder mehreren der obigen Produkte;
g) eines von Produkten, die erhalten werden aus a) und aus f) in Vermengung mit
- einem Destillat, oder
- einem Aromatenextrakt, erhalten durch die Entaromatisierung von Schmierölen, oder
- einem Entasphaltierungspechs, oder
- einer schweren Aromatenfraktion ("katalytische Aufschlämmung"), gewonnen aus einem katalytischen Cräckungsprozeß.
Der verwendbare Bitumen kann gleichfalls ein synthetischer Bitumen sein, welcher Eigenschaften aufweist, die mit jenen eines oben beschriebenen "natürlichen" Bitumens verwandt sind, und kann zum Beispiel ein klares, synthetisches Bindemittel sein, welches durch Hinzufügung von Pigmenten einfärbbar ist. Es kann sich zum Beispiel aus Petroliumharzen oder aus Inden/Cumaron- Harzen zusammensetzen, in Mischung mit aromatischen und/oder paraffinischen Kohlenwasserstoffen. Solche Petroliumharze können durch Polymeration von ungesättigten Kohlenwasserstoffen gewonnen werden, die in ungesättigten Erdölfraktionen vorliegen, wie Fraktionen, die durch thermisches Cräcken oder mittels Wasserdampf oder durch Pyrolyse erhalten werden. Daneben werden die Inden/Cumaron-Harze im allgemeinen ausgehend von Steinkohleteer erhalten.
Was auch immer als Bitumen ausgewählt wird, um die Rolle des Bindemittels zu spielen, es wird ein sehr hartes Bitumen sein, dessen Durchdringbarkeit zwischen einschließlich 0 und 10 liegt, welches zu einem Mischgut führt, dessen Steifigkeitsmodul über 24 · 10³ MPa liegt.
Das Bitumen, welches gemäß der Erfindung verwendbar ist, wird erhalten durch einfache Vermischung oder durch Gebläsevermischung, erhalten ausgehend von den verschiedenen Bestandteilen. Die Anmelderin hat mit Erfolg auch insbesondere ein Bitumen, welches ausgehend von harten Grundsubstanzen aus der Direktdestillation erhalten wurde mit einer Durchdringbarkeit von zwischen einschließlich 15 und 25, und eine schwere Fraktion, die bei der Destillation von Rohöl unter atmosphärischem oder reduziertem Druck erhalten wurde, oder Produkte, die durch Prozesse wie dem katalytischen oder thermischen Cräcken erhalten wurden, getestet. Diese schwere Fraktion ist vorzugsweise eine solche, bei der man bei ihrer Destillation weniger als 5% Destillat erhält bei einer Temperatur gleich der über 350ºC, vorzugsweise 400ºC.
Alle oben erwähnten Destillationen werden gemäß der Norm ASTN D 1160 ausgeführt.
Das mineralische Granulat, welches zur Herstellung des Mischguts verwendbar ist, stellt eine Kornzusammensetzung dar, zum Beispiel von 0/14 oder 0/20, und kann eine Mischung von Kies- bzw. Splitt, Sand und Füllstoff-Mischung sein. Die Charakteristika des Granulats sind solche, die der Norm P 18-101 genügen.
Die Anmelderin hat so mit Erfolg eine als "Meilleraie-Material" bezeichnete Zusammensetzung verwendet, die eine Granulometrie von 0/14 besitzt und deren Formulierung wie folgt ist:
- 42% Sand 0/2
- 10% Splitt 2/4
- 10% Splitt 4/6
- 13% Splitt 6/10
- 23% Splitt 10/14
- 2% eines Füllstoffs
Das bituminöse Mischgut wird hergestellt durch Vermengen des Bitumens und des mineralischen Granulats bei einer Temperatur von zwischen einschließlich 180ºC und 200ºC, unter einem Mengendurchsatz von zwischen einschließlich 30 und 500 t/h und unter Bedingungen, daß die Vermengung kein spezielles Material erfordert.
Dann wird ein Verdichtungsprozeß gegenüber dem Mischgut verwirklicht, damit das Bitumen korrekt in das mineralische Granulat inkorporiert wird und daß das mechanische Verhalten optimal ist.
Der Bitumen, der zur Durchführung der Erfindung verwendet wird, kann ein Gehalt von 6 bis 8 Gewichts%-Teilen des Bitumens im Mischgut annehmen, was deutlich über den Minimalwert von 6%- Teilen hinausgeht, der von der früheren Technik empfohlen werden. Die Anmelderin hat nämlich festgestellt, daß es beim Verwenden eines sehr härten Bitumens trotzdem möglich ist, die Bitumenfraktion in den Straßen zu erhöhen, was einen Vorteil in Bezug auf die mechanischen und thermischen Leistungseigenschaften darstellt.
Dieser erhöhte Gehalt an Bitumen P wird errechnet, ausgehend aus der klassischen Beziehung P = K&sup5;Σ·α, wobei P den Gehalt des Bitumens im Mischgut bezeichnet, ausgedrückt in Gewichts-%, K das Ergiebigkeitsmodul (den Zementgehalt) bezeichnet, Σ die herkömmliche spezifische Oberfläche des Granulats bezeichnet, und α das Verhältnis
2,65/spezifisches Gewicht des Granulats
ist.
Das Ergiebigkeitsmodul (Zementgehalt) K ist dabei zwischen einschließlich 3,8 und 4,5. Die Kompaktheit des Mischguts (Gehalt des Granulate im Mischgut) ist über 95%, um ein optimales mechanisches Verhalten zu besitzen.
Eine unzureichende Menge des Bitumens im Mischgut bringt nämlich Probleme einer Rißbildung bei allen Niveaus der Straße mit sich, und eine zu hohe Menge des Bitumens bringt Probleme der Spurbildung auf der Straße mit sich. Eine mit der Erfindung übereinstimmende Menge des Bitumens erleichtert dagegen eine Selbstreparation.
Die Dicke, die das bituminöse Mischgut beim Bilden der Straßen gemäß der Erfindung bringen soll, kann zwischen einschließlich 5 und 30 cm sein. Dies stellt einen starken Vorteil dar im Vergleich zu klassischen Dicken, die bei herkömmlichen Techniken anzutreffen sind, die, wie die nachfolgenden Beispiele zeigen, in der Größenordnung von 40 bis 50 cm liegen. So ist eine niedrigere Menge des Mischguts beim Bau der Straße nötig, wodurch eine beträchtliche Kostenverminderung erreicht wird.
Die Basisbeläge, die am ehesten als die frühere Technik bezeichnet werden, bestehen entweder aus einem Material, welches mit wässrigen Bindemitteln behandelt wurde, insbsondere Schwerzement oder Schwerschlacke oder aus einem bituminösen Mischgut vom Typ Schwerbitumen.
Mann bezeichnet als "Schwerzement" ein Material, welches eine Mischung aus Granulaten, wie zum Beispiel Sand, Splitts oder Füllstoff, und Zement enthält.
Man bezeichnet als "Schwerschlacke" ein Material, welches eine Mischung aus Granulaten, wie zum Beispiel Sand, Splitts oder Füllstoff, und Schlacke enthält.
Man bezeichnet als "Schwerbitumen" ein Material, welches eine Mischung aus Granulaten, wie zum Beispiel Sand, Splitts oder Füllstoff, und einem Bitumen enthält.
Man bezeichnet als σ&sub6; die Belastung, deretwegen es einen Zerfall eines Probenstücks gibt nach 10&sup6; Beladungen bei einer Prüfung, die gemäß der Methode TOTAL 762-94 ausgeführt wird.
Man bezeichnet &epsi;&sub6; die Deformierung, deretwegen es einen Zerfall eines Probenstücks gibt nach 10&sup6; Beladungen bei einer Prüfung, die gemäß der Methode TOTAL 762-94 durchgeführt wird.
Die Materialien, die mit wässrigen Bindemitteln behandelt wurden, bilden einen guten strukturellen Effekt, denn sie führen wegen des Vorliegens des Zements oder der Schlacke zu gesteigerten Steifigkeitsmodulen in der Größenordnung von 15 · 10³ bis 35 · 10³ MPa. Ein Ermüdungswiderstand führt zu einem σ&sub6;-Wert in der Größenordnung von 0,85 MPa. Aber dieser Effekt wird erst erzielt, nachdem eine relativ lange Zeitdauer abgewartet wurde, in der Größenordnung von mehreren Wochen, und man bemerkt ebenso eine thermisch bedingte Rißbildung.
Die bituminösen Mischgüter vom Schwerbitumen-Typ gemäß der Norm NFP 98-138 sind dafür bekannt, den Vorteil zu zeigen, daß sie, wegen ihres Dank des Vorliegens des Bitumens viskoelastischen Charakters, Deformationsmöglichkeiten verleihen, was sich durch einen Ermüdungswiderstand von mindestens 0,8 · 10&supmin;&sup4; ausdrückt, aber ihr Steifigkeitsmodul übersteigt selten 11 · 10³ MPa bei 15ºC und 10 Hz. Das Steifigkeitsmodul wird gemäß der Norm NFP 98-260 2 gemessen.
Wie durch die nachfolgenden Beispiele gezeigt, gestattet es die Verwendung des sehr harten Bitumens gemäß der Erfindung, für das Mischgut gleichzeitig die Steifigkeitseigenschaften der Materialien, die mit wässrigen Bindemitteln behandelt werden, sowie die Viskoelastizitäteigenschaften der bituminösen Mischgüter zu erhalten.
Das besagte Mischgut zeigt nämlich ein Steifigkeitsmodul von über 24 · 10³ MPa bei 15ºC und 10 Hz und einen Ermüdungsgrad bei Belastung, die als Folge eines σ&sub6;-Werts auferlegt wird, von zwischen einschließlich 1 MPa und 2,5 MPa bei 15ºC und 25 Hz, sowie einem Ermüdungsgrad gegenüber Deformation, die als Folge eines &epsi;&sub6;-Werts auferlegt wird, von mehr als 0,8 · 10&supmin;&sup4;.
Diese Eigenschaften sind für einen Grundbelag unerläßlich, der innerhalb der gesamten Straße eine gute Verteilung der Belastungen und Deformierungen sicherstellen soll, die durch den Straßenverkehr auf der Oberfläche erzeugt werden.
Dieser Grundbelag wird zum Beispiel zwischen dem natürlichen Boden oder einem auf den Boden gelegten Basismaterial und dem Rollbelag, der sich direkt im Kontakt mit den Fahrzeugen befindet, platziert. Die Verwendung eines seht harten Bitumens gemäß der Erfindung zur Herstellung eines für Straßenunterbauten bestimmten, bituminösen Mischguts ist sowohl zum Bau von neuen Straßen als auch zur Ausbesserung bzw. Verstärkung von bestehenden Straßen wertvoll.
Bei Straßenanwendungen kann dieses Mischgut jedenfalls nur als Basisunterlagen dienen, weil es keine ausreichenden Haftungseigenschaften zeigt und weil es ein geschlossenes, glattes Oberflächenaussehen zeigt, weder mit Löchern noch mit Unebenheiten. Es ist folglich nötig, diesen Basisbelag mit einem Rollbelag zu bedecken, der ein herkömmliches Mischgut sein kann, wie zum Beispiel ein bituminöser Beton. Dieser Rollbelag dient dem Zweck, einen guten thermischen Schutz und aufgrund seiner Unebenheiten eine gute Haftung für die Fahrzeuge sicherzustellen. Dieses Mischgut kann gleichfalls als Industrieboden verwendet werden, der schwere Belastungen und Verankerungen tragen kann.
Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, aber ohne sie zu begrenzen.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zielt darauf ab, die Verwendung eines sehr harten Bitumens gemäß der Erfindung bei der Herstellung eines Mischguts als Unterlagmaterial und insbesondere beim Bau von neuen Straßen zu zeigen.
Man stellt eine Straße vom klassischen Typ durch Verwendung folgender Materialien her: einen Rollbelag aus bituminösem Beton, der auf zwei Schichten aus Schwerzement (Materialien, die mit wässrigen Bindemitteln behandelt wurden) gelegt wird, die ihrerseits über den Boden gelegt werden.
Der Aufbau dieser Vergleichsstraße, die man im auf den Bau von neuen Straßen bezogenen Baukatalog LCPC-SETRA finden kann, ist wie folgt:
- eine Lage einer Dicke von 14 cm aus bituminösem Beton,
- zwei Lagen einer Dicke von jeweils 25 cm bzw. 20 cm aus Schwerzement.
Man wünscht, eine mechanisch äquivalente Straße herzustellen durch Verwendung eines sehr harten Bitumens in Übereinstimmung mit der Erfindung zur Herstellung des Mischguts (bezeichnet als E&sub1;), welches als Grundbelag dient.
Das Mischgut E&sub1; wird hergestellt, ausgehend von:
1) einem Bitumen, der die Rolle des Bindemittels spielt, dessen Eigenschaften die folgenden sind:
Durchdringbarkeit bei 25ºC gemäß der Norm AFNOR 66004: 7 Zehntel mm,
- Erweichungstemperatur gemäß der Norm AFNOR NFT 66-008: 90,5ºC;
- ein anorganisches Material vom Materialientyp Meilleraie einer Granolometrie von 0/14 gemäß der Norm P 18101, und dessen Zusammensetzung wie folgt ist:
- 42% Sand 0/2,
- 10% Splitt 2/4,
- 10% Splitt 4/6,
- 23% Splitt 6/10,
- 23% Splitt 10/14,
- 2% eines Füllstoffs.
Das so hergestellte Mischgut E&sub1; besitzt die folgenden Eigenschaften:
- Steifigkeitsmodul bei 15ºC und 10 Hz: 24 · 10³ MPa,
- tatsächliche Volumendichte gemäß der Norm NFT 98-140: 2,61 g/cm³,
- gewähltes Ergiebigkeitsmodul(Zementgehalt): 4,04, entsprechend eines Gehalts an Bitumen im Mischgut, gemäß der Norm NFP 98-140, von 6,5 Gewichts%-Teilen.
Die Straße umfaßt: einen Rollbelag aus bituminösem Beton, der auf einer Lage des Mischguts E&sub1;, die ihrerseits auf einer Lage von bituminösem Sand liegt, die ihrerseits über dem Boden liegt.
Die Optimierung der Dicken des zum Aufbau dieser Straße nötigen Mischguts E&sub1; wird ausgehend vom Modeling ALIZE III des Laborattoire Central des Ponts et Chaussèes (abgekürzt L.C.P.C.) verwirklicht. Die zur Dimensionierung dieser Straße entnommenen Werte sind die folgenden:
- eine Lage einer Dicke von 14 cm des bituminösen Betons,
- eine Lage, die aus zwei Dicken - die eine mit 10 cm und die andere mit 12 cm - des Mischguts E&sub1; zusammengesetzt ist,
- eine Lage einer Dicke von 2 cm des Sand-Bitumens.
Diese Ergebnisse zeigen, daß es zum Bau einer Straße, die zu klassischen, im Baukatalog LCPC-SETRA vorgeschlagenen Aufbauten äquivalent sind, möglich ist, gemäß der Erfindung das Bitumen B&sub1; zum Herstellen des Mischgutes E&sub1; zu verwenden, welches für die Grundunterlage bestimmt ist. Es kann folglich die bisher verwendeten Materialien, die mit wässrigen Bindemitteln verarbeitet sind, ersetzen, und es zeigt gleichfalls den Vorteil, in viel geringeren Mengen verwendet zu werden. So erlaubt es deren Verwendung, die Gesamtdicke der Straße beträchtlich zu vermindern.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zielt darauf ab, die Verwendung eines sehr harten Bitumens gemäß der Erfindung bei der Herstellung eines Mischguts als Unterlagenmaterial und insbesondere für die Verstärkung bzw. Ausbesserung einer bestehenden Straße zu veranschaulichen.
Man verwirklicht die Ausbesserung bzw. Verstärkung einer Straßenunterlage durch Verwendung der folgenden Materialien: einen Rollbelag aus bituminösem Beton, der auf eine Lage aus Schwerzement (Material, welches mit wässrigem Bindemittel behandelt ist) liegt, welche ihrerseits auf der alten Straße liegt, welche ihrerseits auf dem Boden liegt.
Der Aufbau dieser Vergleichsstraße, die man im auf die Ausbesserung bzw. Verstärkung von Straßen bezogenen Baukatalog LCPC- SETRA finden kann, ist wie folgt:
- eine Lage einer Dicke von 8 cm bituminösen Beton;
- eine Lage einer Dicke von 25 cm von Schwerzement;
- erneut gelegt auf eine Dicke von 25 cm der alten Straße.
Zum Verstärken dieser Straße verwendet man gemäß der Erfindung den sehr harten Bitumen B&sub1;, der im Beispiel 1 zur Herstellung des Mischguts E&sub1; beschrieben würde, indem die Unterlage aus Schwerzement ersetzt wird.
Das Mischgut E&sub1; wird auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt.
Die Verstärkung der Straße wird auf folgende Weise realisiert: ein Rollbelag aus bituminösem Beton liegt über einer Lage des Mischguts E&sub1;, die wiederum auf der alten Straße liegt, die wiederum auf dem Boden liegt.
Die Optimierung der Dicken des Mischguts E&sub1;, die zur Verstärkung der Straße nötig sind, wird ausgehend vom Modeling ALIZE III des LCPC realisiert. Die zur Dimensionierung dieser Straße entnommenen Werte sind die folgenden:
- eine Lage einer Dicke von 8 cm von bituminösem Beton,
- eine Lage einer Dicke von 13 cm des Mischguts E&sub1;,
- erneut über eine Lage von 25 cm der alten Straße gelegt.
Diese Ergebnisse zeigen, daß zur Verstärkung bzw. Ausbesserung einer Straße auf eine Weise, die zu dem im Baukatalog LCPC- SETRA vorgeschlagenen äquivalent sind, es möglich ist, das Bitumen B&sub1; zum Herstellen des Mischguts E&sub1; zu verwenden, welches für eine Unterbaulage bestimmt ist.
Dieses Mischgut kann folglich die bisher verwendeten Materialien, die mit wässrigen Bindemitteln behandelt sind, ersetzen, und es zeigt gleichfalls den Vorteil, in viel geringeren Mengen als diese verwendet zu werden. So gestattet es dessen Verwendung, die Gesamtdicke der Straße beträchtlich zu reduzieren.

Beispiel 3

Dieses Beispiel zielt darauf ab, zu zeigen, daß das Widerstandsvermögen gegenüber einer Spurbildung und der Entmichungsgrad durch Wasser bei dem gemäß der Erfindung hergestellten Mischgut E&sub1; vergleichbar sind mit jenen der bituminösen Mischgüter des Stands der Technik, die als Straßenunterbau verwendet werden.
Das Mischgut E&sub1; wird auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt.
Das bituminöse Material vom Typ des Schwerbitumens der früheren Technik, welches zum Vergleich mit dem Mischgut E&sub1; gewählt wurde, ist ein Mischgut vom Typ Schwerbitumen (bezeichnet GB), dessen Eigenschaften durch die Norm NFT 98-138 gegeben sind und welches umfaßt:
1) Ein Bitumen (bezeichnet B'), welches die Rolle des Bindemittels spielt und die folgenden Eigenschaften zeigt:
- Durchdringbarkeit bei 25ºC gemäß der Norm AFNOR 66-004: 40 Zehntel mm,
- Erweichungspunkt gemäß der Norm AFNOR NFT 66-008: 54ºC,
2) Ein anorganisches Material vom Materialientyp Meilleraie einer Granolometrie von 0/14 gemäß der Norm P18101, und dessen Zusammensetzung wie folgt ist:
- 42% Sand 0/2,
- 10% Splitt 2/4,
- 10% Splitt 4/6,
- 13% Splitt 6/10,
- 23% Splitt 10/14,
- 2% eines Füllstoffes.
Das so hergestellte Mischgut GB besitzt die folgenden Eigenschaften:
- tatsächliche Volumendichte gemäß der norm NFT 98-138: 2,62 g/cm³,
- Ergiebigkeitsmodul (Zementgehalt): 2,8, entsprechend einem Gehalt des Bindemittels im Mischgut von 4,2 Gewichts-%-Teilen.
Die nachfolgenden Prüfungen wurden gegenüber dem gemäß der Erfindung hergestellten Mischgut E1 und gegenüber dem Mischgut GB durchgeführt:
a) bei 60ºC gemessene Spurbildungsprüfungen nach 30.000 Zyklen gemäß der Norm NFT 98-253-1,
b) Prüfungen des Grades an Entmischung mittels Wasser, durchgeführt durch die Messung des Widerstands gegenüber der Zerstörung bei 18ºC nach Eintauchen in Wasser und unter Druck gemäß der DURIEZ-Methode, gemäß der Norm NFT 98-251-1.
Die auf zwei Mischgüter bezogenen, erhalten Resultate werden in der unten stehenden Tabelle I gezeigt:
Die Ergebnisse der Tabelle 1 zeigen, daß das gemäß der Erfindung hergestellte Mischgut E1 Leistungsmerkmale des Widerstands gegenüber Spurbildung und des Grades an Entmischung durch Wasser so hoch wie jene des Mischguts GB zeigen.

Beispiel 4

Dieses Beispiel zielt darauf ab, zu zeigen, daß die Leistungsmerkmale des gemäß der Erfindung hergestellten Mischguts E1 mindestens vergleichbar sind mit denen der Materialien der früheren Technik, bei Verwendung als Straßenunterbau, insbesondere im Vergleich mit den Steifigkeitseigenschaften der wässrigen Materialien vom Typ der Schwerschlacke oder des Schwerzements.
Das Mischgut G1 gemäß der Erfindung wird auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt.
Das wässrige Material vom Typ Schwerschlacke oder Schwerzement des Standes der Technik, welches zum Vergleich mit dem Mischgut E1 gewählt wurde, ist ein Schwerzement (bezeichnet GC).
Die folgenden Prüfungen sind gegenüber demgemäß der Erfindung hergestellten Mischgut G1 und gegenüber dem Material GC durchgeführt wurden:
a) Prüfungen des Widerstands gegenüber direktem Zug bei 15ºC und einer Geschwindigkeit von 1 mm/Minute gemäß der vorbezeichneten TOTAL-Methode, indem die Dicke der Unterbaulage des Mischguts bei sehr erhöhtem Modul bestimmt wird, ausgehend von σ&sub6;-Werten, die aus einer Prüfung des Ermüdungswiderstands bei auferlegter Belastung stammen ("σ&sub6;" entspricht wie oben angegeben einer Belastung, die unter Zug/Komprimierung gegenüber dem Mischgut ausgeübt wird, den Bruch des besagten Mischguts nach 10&sup6; Zyklen der Beladung bei 15ºC und 25 Hz nach sich ziehend),
b) Prüfungen des Ermüdungswiderstands bei einer bei 15ºC und 25 Hz auferlegten Belastung, zum Messen der Belastung beim Bruch σ&sub6; des Mischguts nach 10&sup6; Zyklen der Beladungen unter Zug/Kompression gemäß der Norm NFP 98-261-1
c) eine Messung des Gleit- bzw. Steifigkeitsmoduls bei 15ºC und 10 Hz.
Die in Bezug auf die beiden Mischgüter erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II gezeigt: Tabelle II
Die Ergebnisse der Tabelle II zeigen, daß der Widerstand gegenüber direktem Zug bei dem gemäß der Erfindung hergestellten Mischgut E1 gegenüber dem des Materials GC stark überlegen ist, obgleich letzteres seinen optimalen Wert nach 360 Tagen erreicht. Man kann im übrigen anmerken, daß die hohen Leistungsmerkmale des Mischguts E1 sofort verfügbar sind, im Gegensatz zu denen des Materials GC, die mehrere Monate zur Entfaltung brauchen.
Andererseits zeigen diese Ergebnisse, daß das Mischgut E1 eine Steifigkeit zeigt, die so gut ist wie diejenige des Materials GC, wobei insgesamt im Gegensatz zum letzteren ein guter Ermüdungswiderstand geboten wird.

Claims

1. Verwendung eines sehr harten Bitumens, welcher eine Durchdringbarkeit bei 25ºC zwischen einschließlich 0 und 20 aufweist, zur Herstellung eines bituminösen Mischguts, dessen Steifigkeitsmodul über 24 · 10³ MPa liegt, insbesondere bestimmt zur Herstellung oder zur Verstärkung von Straßen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Bitumen am Mischgut mehr als 6 Gewichtsprozent-Teile beträgt.

2. Verwendung eines Bitumens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Bitumens am Mischgut zwischen einschließlich 6 und 8 Gewichtsprozent-Teilen beträgt.

3. Verwendung eines Bitumens gemäß einem der Ansprüche 1 und 2 zur Herstellung eines bituminösen Mischguts, welches eine Dicke von weniger als 30 cm für die Herstellung von Straßen besitzt.

4. Verwendung eines Bitumens gemäß Anspruch 3 zur Herstellung eines bituminösen Mischguts, welches eine Dicke zwischen einschließlich 5 und 20 cm besitzt.

5. Verwendung eines Bitumens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druchdringbarkeit zwischen einschließlich 0 und 10 liegt.

6. Verwendung eines Bitumens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bitumen ein natürlicher Bitumen ist.

7. Verwendung eines Bitumens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bitumen ein synthetischer Bitumen ist.

8. Bituminöses Mischgut, insbesondere bestimmt zur Herstellung oder zur Verstärkung von Straßen, dadurch gekennzeichnet, daß es mehr als 6 Gewichtsprozent-Teile eines Bitumens enthält, welcher eine Durchdringbarkeit bei 25ºC zwischen einschließlich 0 und 20 aufweist und dessen Steifigkeitsmodul mehr als 24 · 10³ MPa beträgt.

9. Bituminöses Mischgut gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Ermüdungsgrad bei einer auferlegten Belastung, die bei einem σ&sub6;-Wert durchgeführt wird, zwischen einschließlich 1 MPa und 2,5 MPa bei 15ºC und 25 Hz aufweist.

10. Bituminöses Mischgut gemäß einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Steifigkeitsmodul von mehr als 24 · 10³ MPa bei 15ºC und 10 Hz aufweist.

11. Bituminöses Mischgut gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Ergiebigkeitsmodul zwischen einschließlich 3,8 und 4,5 aufweist.

12. Bituminöses Mischgut gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kompaktheit von über 95% aufweist.

13. Bituminöses Mischgut gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es hergestellt worden ist durch Vermengung von Bitumen und einem anorganischen Material bei einer Temperatur zwischen einschließlich 180 und 200ºC.