DK171045B1 - Fremgangsmåde til koldregenerering af vejbaners øvre lag - Google Patents

Description

DK 171045 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til koldregenerering af materialer, som danner de øvre lag af vejbaner, til genanvendelse som basislag, justerende lag eller bærende lag på vejbaner.

5 Til reparation af en vejbane foretrækkes det at fjerne de øvre lag derfra for at sænke og/eller udjævne overfladen og således forberede den til modtagelse af en ny belægning. Det er naturligvis interessant at genvinde det materiale, som danner sådanne øvre lag, efter fræsning og muligvis knusning.

10 De således opnåede fræsede og muligvis knuste materialer består af aggregater af det anvendte lejringsmateriale, som er belagt med ældet bindemiddel. De kan udvindes for at undergå et vist antal operationer, før de igen anvendes på vejbanen.

For at give disse fræsede materialer de krævede egenskaber 15 til brug som et vejbanelag er det allerede blevet foreslået at inkorporere produkter, som har bindemiddelfunktionen til fælles, idet disse produkter er valgt blandt almindeligt anvendte bindemidler, dvs. bitumenemulsioner, flydendegjort bitumen, cement, kalk, flyveaske og granulerede slagger.

20 En sådan operation kan udføres i kulde som beskrevet i den europæiske patentansøgning nr. 182.748, hvori beskrives en fremgangsmåde til koldfræsning af øvre lag af en vejbanebelægning, og hvor et flydende materiale inkorporeres i en forudbestemt mængde i det fræsede materiale, idet denne mængde 2 5 beregnes til i en enkelt operation at give et materiale med et optimalt indhold af komprimeringsvæske. Dette flydende materiale kan være et vandigt materiale, et organisk materiale eller et organisk, vandigt materiale indeholdende f.eks. organiske bindemidler eller emulsioner af bitumen eller vej -30 tjære.

Der kendes ligeledes en anden fremgangsmåde, som omfatter en virkelig regenerering af det ældede bindemiddel, og som kan DK 171045 B1 2 anvendes, når det drejer sig om bitumenbindemidler, hvori yderligere materialer, som generelt består af lette hydrocar-bonfraktioner, inkorporeres i det materiale, som skal regenereres, i varmen, og i et passende behandlingsanlæg for at 5 kompensere for de fraktioner, som tabes ved fordampning -nærmere bestemt under ældning af materialet - af de bituminø-se bindemidler, som anvendes.

En sådan behandling har, skønt den er virkningsfuld, ulemperne ved på den ene side at være meget kostbar, fordi det er 10 nødvendigt, at materialerne transporteres til behandlingsanlægget og kræver energiforsyning til opvarmning af materialet og på den anden side resulterer den i et ikke-negligerbart tidstab, eftersom den ikke udføres in situ og endelig fordi den ikke muliggør samtidig justering af bindemiddelsammensæt-15 ningen og dens andel i slutproduktet.

US-A-4.373.961 omhandler en fremgangsmåde til genanvendelse af ældet materiale fra en vejbane, ifølge hvilken man behandler nævnte forinden fra vejbanen fjernede og knuste materiale in situ og koldt ved hjælp af en sammensætning i form af en 20 vandig emulsion, der indeholder en blanding af to bitumener.

Ved en sådan fremgangsmåde forekommer der ikke regenerering af ældet materiale, idet det eneste problem vedrører genetablering af materialets oprindelige holdbarhed. Bitumenblan-dingen, som udgør behandlingsbindemidlet, er specielt valgt 25 for at opnå dette resultat. Et sådant bindemiddel muliggør ikke renovering af en vejbane ved regenerering af det ældede bindemiddel, dvs. genetableringen af den fysisk-kemiske sammensætning af nævnte bindemiddel.

FR-A-2.330.733 angår en fremgangsmåde til fremstilling af en 30 selvhærdende masse, som er indrettet til at blive brugt øjeblikkeligt, omfattende en mastiks, der især kan anvendes til fugning. Det i dette tidligere dokument stillede problem er fuldstændigt forskelligt fra det, som angår regenerering eller renovering af en ældet vejbane. Produktet ifølge FR-A- DK 171045 B1 3 2.330.733 formuleres til anvendelse som sådan i form af en masse, som kan påføres ved hjælp af en spatel, og som er i stand til at hærde hurtigt. Et sådant produkt kan ikke sammenlignes med et bindemiddel, som anvendes ved en fremgangs- 5 måde til regenerering af en vejbanes øvre lag, idet nævnte bindemiddel er formuleret til vekselvirkning med det ældede materiale for at sikre regenereringen. Produktet ifølge FR-A- 2.330.733 omfatter især en vandig emulsion med en høj bitu-menkoncentration og med en lille andel af en blanding af ce- 10 ment og mineralsk olie. Hverken i sammensætning eller i anvendelsesmåde ville et sådant produkt egne sig til regenerering af en vejbane.

I EP-A-191.157 beskrives et pulverformigt produkt på bitumen-basis, indeholdende en specifik blanding af kisel og en eller 15 flere syntetiske zeolitter. Et sådant produkt er i alt væsentligt beregnet til at blive støbt for især at tjene til tilvejebringelse af belægninger, som under brug udsættes for kraftige spændinger, f.eks. industrigulve. Som alle nye produkter på bitumenbasis kan det også anvendes som additiv un-20 der genanvendelsen af ældet bitumen. Ikke desto mindre omhandler EP-A-191.157 ikke en fremgangsmåde til behandling in situ og koldt af en vejbanes øvre lag og omhandler heller ikke midlerne til udførelse af regenereringen af materialet i dette lag. Især finder man ingen anvisninger på en formule-25 ring af et bindemiddel, som er i stand til at vekselvirke med det ældede materiale med henblik på at genetablere dets fysi-sk-kemiske egenskaber.

Den foreliggende opfindelse giver mulighed for renovering af vejbaner ved arbejde in situ og i kulde, mens fordelene ved 30 den kendte varmproces bibeholdes, dvs. en proces, som ikke blot tilvejebringer en genbinding af aggregater som i den førnævnte første proces, men som tilvejebringer en virkelig regenerering af det ældede bindemiddel. Naturligvis kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen også udføres i et behandlings-35 anlæg.

DK 171045 B1 4

Desuden er der ifølge opfindelsen, i kulde, en sand kontinuitet mellem det bindemiddel, som eksisterer i materialet på den gamle vejbane og mindst et yderligere bindemiddel, gennem mindst et såkaldt forligeliggørende middel, som vælges til at 5 tilvejebringe en fysisk-kemisk binding mellem ældet bindemiddel og et eller flere yderligere bindemidler, idet sidstnævnte danner en af faserne i et regenererende sammensat bindemiddel, som ligeledes er en del af den foreliggende opfindelse, idet de andre faser er fasen med et eller flere forlige-10 liggørende midler og en dispergerende fase, som kan være vandig .

Endelig muliggør uafhængigheden af regenererings- og tilsætningsfaserne formulering og proportionering af bindemidlet til opnåelse af en materialesammensætning med en forudbestemt 15 formulering.

Ved således at anvende hydrocarbonbindemidler kan der kompenseres for de kvantitative og kvalitative tab under ældning af materialet gennem fraktioner, som udgør det eller de yderligere bindemidler og det eller de forligeliggørende midler.

20 Ifølge opfindelsen modificeres rheologien af det eksisterende hydrocarbonbindemiddel i kulde, hvilket er hidtil ukendt i sammenligning med kendte processer.

Desuden giver opfindelsen den yderligere fordel, at den muliggør indførelse af uorganiske bindemidler, som giver et 25 højt modul og en stor trykstyrke. Sådanne uorganiske bindemidler kan fordelagtigt fuldende hydrocarbonbindemidlers effekt ved tilvejebringelse af lejringsfleksibilitet, idet denne komplementaritet tilvejebringes af en formulering, som forligeliggør virkningen af et hydrocarbonbindemiddel og et 30 uorganisk bindemiddel i den samme blanding.

Formålet med den foreliggende opfindelse er derfor primært en fremgangsmåde til koldregenerering af materialer, som danner det eller de øvre lag af en vejbane, og som er blevet udvun DK 171045 B1 5 det til genanvendelse, idet disse materialer er til stede som aggreater, hvoraf nogle eller alle kan være belagt af et ældet hydrocarbonbindemiddel.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er karakteriseret ved det i 5 krav 1's indledning angivne, og den er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del afgivne.

Sammensætningen af det sammensatte bindemiddel vælges fortrinsvis i overensstemmelse med naturen og betingelserne for de materialer, som skal regenereres.

10 Desuden kan det eller de yderligere bindemidler vælges blandt hydrocarbonbindemidler og uorganiske bindemidler.

Desuden kan den mængde væskefase, som skal inkorporeres i det materiale, som skal regenereres, beregnes til i en enkelt o-peration at opnå et regenereret materiale med et optimalt 15 indhold af komprimeringsvæske. En sådan mængde væskefase beregnes som funktion af de forskellige parametre, som muliggør definition af det fræsede eller knuste materiale. Denne mængde vil især afhænge af massen af opsamlet fræset eller knust materiale, af materialets partikelstørrelsesfordeling, af 20 kantetheden hos korn, der danner dette materiale, og af komprimeringsenergien i overensstemmelse med standardspecifikationen SN 670330a (Proctor-test eller tilsvarende).

Der kan også udføres en yderligere blandingsoperation efter inkorporering af det sammensatte bindemiddel i materialet, 25 som skal regenereres.

Arbejdet udføres fortrinsvis in situ ved at udføre fræsningen af de øvre vejbanelag på kendt måde, udlevere det sammensatte bindemiddel til fræsningszonen og koldblande bindemidlet med det fræsede materiale, som skal regenereres. Afpasningen af 30 den nødvendige mængde flydende sammensat bindemiddel udføres i overensstemmelse med maskinens fremføringshastighed.

DK 171045 B1 6

Et andet formål med den foreliggende opfindelse er et sammensat bindemiddel til udøvelse af den ovenfor beskrevne fremgangsmåde, idet et sådant bindemiddel også er defineret ovenfor .

5 Som et eksempel foreslås der i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse et bindemiddel, anvendt til regenereringen af et bitumenbelagt materiale, hvilket bindemiddel er karakteriseret ved, at det omfatter: en vandig, dispergerende fase, som omfatter mindst et 10 overfladeaktivt middel valgt blandt ioniske, overflade aktive midler og ikke-ioniske, overfladeaktive midler, mindst et yderligere hydrocarbonbindemiddel valgt blandt rene bitumener og specielle bitumener, fluxede eller ikke -fluxede, og 15 - mindst et forligeliggørende hydrocarbonbindemiddel valgt blandt aromatiske olier fra jordolier.

Som et andet eksempel foreslås der i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse et sammensat bindemiddel, anvendt til regenereringen af en vejbane omfattende ikke-bundne mate-20 rialer, hvilket bindemiddel er karakteriseret ved, at det omfatter en vandig, dispergerende fase, som i opløsning omfatter mindst et overfladeaktivt middel valgt blandt ikke-ioniske, overfladeaktive midler og ioniske, overfladeaktive midler og tilvejebringer virkningsforligelighed mellem hydrocar-25 bonbindemidlerne og de hydrauliske bindemidler, samt mindst et yderligere hydrocarbonbindemiddel valgt blandt rene bitumener og specielle bitumener, fluxede eller ikke-fluxede, og mindst et hydraulisk bindemiddel.

De ioniske, overfladeaktive midler, som kan anvendes, er især 30 valgt blandt alkalisalte af harpikssyrer, alkalisalte af animalske proteiner, kvaternære ammoniumsalte og fedtpolyaminhy-

De ikke-ioniske, overfladeaktive midler, som kan anvendes, er især valgt blandt polyoxyethylenerede forbindelser.

DK 171045 B1 7 drochlorider.

Den foreliggende opfindelse angår ligeledes det bindemiddel, 5 som er et resultat af kombination, ved koldblanding, af det sammensatte bindemiddel som defineret ovenfor og det eller de bindemidler af det behandlede materiale, som er blevet regenereret ved hjælp af det sammensatte bindemiddel.

Til bedre forståelse af formålet med den foreliggende opfin-10 delse vil der i det følgende blive beskrevet særlige udførelsesformer for de regenererende, sammensatte bindemidler ifølge opfindelsen samt deres anvendelse til reparation af vejbaner. I disse eksempler er procentsatserne givet på vægtbasis.

Eksempel 1 15 Regenerering af et gammelt, bitumenbelagt materiale

Det regenererede, sammensatte bindemiddel formuleres som følger : 50 til 60% af en bitumen i overensstemmelse med standardspecifikationen T65-001, 20 - 5 til 15% af en blanding af aromatiske olier fra jord olie , 1 til 2% alifatisk polyaminhydrochlorid og 44 til 23% vand.

Det indføres i en mængde på 1 til 3 vægt% af det formalede 25 materiale, idet det alifatiske polyaminhydrochlorid opløses i ionisk form i vandet, som danner en kontinuert fase, og hver DK 171045 B1 8 af de to andre komponenter, dvs. bitumen og blandingen af aromatiske olier, dispergeres i den kontinuerte fase, således at de udgør separate faser.Efter dispergering af disse to hydrocarbonfaser vil de forligeliggørende fraktioner gøre den 5 eksisterende, ældede bitumen flydende, mens de tunge, aromatiske forbindelser tilvejebringer brodannelse mellem dette sandt regenererede bindemiddel og det yderligere bindemiddel i den kontinuerte fase efter brud.

Eksempel 2 10 Regenerering af en vejbane med en stor andel af ikke-bundne og ikke særligt ujævne materialer

Det regenererende, sammensatte bindemiddel formuleres som følger: 30 til 40% af en bitumen i overensstemmelse med standard-15 specifikationen T65-001, dispergeret i den kontinuerte fase, 50 til 30% cement, dispergeret i vand, 0,5 til 2% af et kvaternært ammoniumsalt opløst i vand og 20,5 til 28% vand, som udgør den kontinuerte fase med det 20 kvaternære ammoniumsalt.

Det kvaternære ammoniumsalt tilvejebringer virkningsforligelighed mellem hydrocarbonbindemidlerne og det hydrauliske bindemiddel.

Forholdet mellem forskellige komponenter af dette bindemiddel 25 reguleres i overensstemmelse med følgende elementer: naturen af det materiale, som skal behandles, DK 171045 B1 9 procentsatsen af tidligere tilsat kølevand på formalingsrotorniveau, ved hjælp af en separat vandlinie, idet denne procentsats beregnes således, at der opnås et optimalt vandindhold til komprimering, 5 - det respektive forhold mellem dette tilsatte vand og pro centsatsen af cement, som muliggør afbinding af sidstnævnte .

Eksempel 3

Regenerering af en vejbane med en stor andel ikke-bundne ma-10 terialer og materialer bundet ved hiælp af et ældet hvdrocar-bonbindemiddel.

Det regenererende, sammensatte bindemiddel formuleres som følger: 25 til 35% af en bitumen i overensstemmelse med standard-15 specifikationen T65-001, i dispergeret fase, 3 til 5% af en blanding af aromatiske olier fra jordolie, i dispergeret fase, 0,5 til 2% af en blanding af fedtpolyaminhydrochlorid og et ikke-ionisk, overfladeaktivt polyoxyethylenmateriale, 20 opløst i vand, 50 til 30% cement, dispergeret i vand og 21,5 til 28% vand.

Som i eksempel 1 dispergeres begge faser, bitumen og aromatiske olier, i den vandige fase uafhængigt af hinanden og opfø-25 rer sig over for det ældede hydrocarbonmiddel som i eksempel 1. Blandingen af overfladeaktive midler har, med hensyn til virkninger på begge bindemidler, dvs. hydrocarbonbindemiddel DK 171045 B1 10 og uorganisk bindemiddel, den samme funktion som den kvater-nære ammoniumforbindelse i eksempel 2, idet der eksisterer den samme relation mellem afbindingen af cement og afpasningen af tilsat formalingsvand.

5 Eksempel 4

Regenerering af et gammelt, bitumenbelagt materiale

Det regenererende, sammensatte bindemiddel, tilsat i en mængde på 1 til 30 vægt% af det formalede materiale, formuleres som følger: 10 - 50 til 65% af en blanding bestående af 90 til 98% af en bitumen i overensstemmelse med standardspecifikationen T65-001 og 2 til 10% af en blanding af aromatiske olier fra jordolie, idet denne blanding er en dispergeret fase, 1 til 2% af en blanding af ionisk, overfladeaktivt mid-15 del: alkalisalt af harpikssyre og animalsk protein i et vandigt medium og 49 til 33% vand.

Claims (6)

1. Fremgangsmåde til koldregenerering af materialer udvundet fra et øvre lag af en vejbane med henblik på genanvendelse 5 heraf, ved hvilken fremgangsmåde nævnte materialer udvindes mekanisk og behandles in situ med et sammensat bindemiddel, kendetegnet ved, at vejbanebelægningens øvre lag fræses på en i og for sig kendt måde, og at det sammensatte bindemiddel er en vandig emulsion af mindst ét yderligere 10 hydrocarbonbindemiddel valgt blandt bitumener og mindst et forligeliggørende middel valgt blandt aromatiske olier fra jordolier og/eller hydrauliske bindemidler.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nævnte bindemiddel bringes til fræsningszonen og blandes 15 koldt med det fræsede materiale, der skal regenereres.

3. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 og 2, kendetegnet ved, at den vandige emulsion omfatter mindst ét ionisk eller ikke-ionisk, overfladeaktivt middel.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, 20 at de ioniske, overfladeaktive midler er valgt blandt alkalisalte af harpikssyrer, alkalisalte af animalske proteiner, kvaternære ammoniumsalte og fedtpolyaminhydrochlorider.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at de ikke-ioniske, overfladeaktive midler er valgt blandt 25 polyoxyethylenforbindelser. 1 Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 5, k e n -detegnet ved, at det yderligere hydrocarbonbindemiddel er valgt blandt rene bitumener og specielle bitumener, fluxede eller ikke-fluxede. DK 171045 B1

7. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 6, k e n -detegnet ved, at det hydrauliske bindemiddel er cement . 5