[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erneuerung von insbesondere deformierten
Fahrbahndecken unter Verwendung von Altasphalt mit folgenden Merkmalen:
Die zu erneuernde Fahrbahndecke mit der oberen Asphaltschicht wird aufgeheizt;
die erhitzte Asphaltschicht wird aufgelockert, und dabei erhaltene Partikel werden
gleichmäßig auf die Einbaubreite verteilt, wobei eine Durchmischung der Partikel erfolgt;
die in neuer Schicht verteilten Partikel werden zum Erhalt einer Fahrbahndecke verdichtet.
[0002] Bei bekannten Verfahren dieser Art wird entweder ohne Zusatz von frischem Asphalt
gearbeitet (Reshape-Verfahren), oder es wird auf die plastifizierte Altdecke frisches
Mischgut aufgebracht (Repaven), oder das aufgeheizte Material wird zusätzlich abgeschält
und einem Zwangsmischer zugeführt, in welchem neues frisches Mischgut zugesetzt und
vermischt wird (Remix-Verfahren). Die Anwendung dieser Verfahren hängt von der Güte
des Altasphalts und von den Anforderungen an die neue Fahrbahndecke ab. Alte Fahrbahndecken
verarmen mit der Zeit etwas an Bitumen, und dessen Bindefähigkeit nimmt zusätzlich
ab, so daß mit Altasphalt erneuerte Fahrbahndecken nicht die Güte erwarten lassen,
die mit neuem Material möglich ist.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erneuerung von Fahrbahndecken
unter Verwendung von Altasphalt zu schaffen, mit dem die Güte von neuen Fahrbahndecken
hinsichtlich Haltbarkeit und Griffig keit erreicht und übertroffen wird.
[0004] Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vor der Durchmischung der Partikel
eine Zugabe von amorphen Polyolefinen als Copolymere von α-Olefinen mit ausgewählten
Monomeren erfolgt, derart, daß das Mischprodukt halbhart bis weich ist und bereits
bei erhöhten Außentemperaturen zum Kleben neigt; die Zugabemenge beträgt 0,3 bis
0,5 Gew.% des aufgearbeiteten Altasphalts bzw. etwa 7 % seines Gesamtbindemittelgehalts.
[0005] Die charakterisierten amorphen Polyolefine sind im Handel von den Chemischen Werken
Hüls AG unter der Bezeichnung "Vestoplast" erhältlich, wobei das "Vestoplast 708"
besonders geeignet ist. Die charakterisierten amorphen Polyolefine sind als Granulat
lieferbar, wobei die Oberfläche des Produktes mit einem Trennmittel und mit einer
Puderung versehen ist, um ein Zusammenbacken des Granulats zu verhindern. "Vestoplast"
ist nämlich zur Herstellung von Schmelzklebern und Hotmelts vorgesehen. "Vestoplast"
kann auch direkt als Laminierkleber verwendet werden.
[0006] Diese Klebstoffeigenschaft macht jedoch die direkte Verarbeitung bei der Erneuerung
von Fahrbahndecken schwierig, angefangen von der Zugabe bis zur Verteilung in den
Altasphaltpartikeln.
Gemäß weiterer Erfindung erfolgt deshalb die Zugabe der amorphen Polyolefine aufgelöst
in einem aromatischen Öl. Das aromatische Öl muß mit dem Bitumen verträglich sein.
Der Schmierstoff der Qualität WD3 hat sich als besonders geeignet herausgestellt.
Man kann die amorphen Polyolefine bei etwa 100°C in dem aromatischen Öl auflösen und
eine Mischungslösung mit je zur Hälfte Polyolefine und zur Hälfte aromatische Öle
erhalten. Diese Mischungslösung sollte bei Raumtemperatur eine wachsartige Konsistenz
aufweisen. Die Mischungslösung ist gut geeignet, den Altasphalt zu durchsetzen und
dabei das gealterte Bitumen aufzufrischen und geschmeidiger zu machen. Die amorphen
Polyolefine zeigen auch in der Durchmischung mit Asphalt eine gute Haftfähigkeit an
den körnigen Bestandteilen der Fahrbahndecke, wodurch die erhöhte Standfestigkeit
der erneuerten Fahrbahndecke zu erklären ist.
[0007] Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine fahrbare Anlage zu Erneuerung von Fahrbahndecken, von der Seite gesehen
und in schematischer Darstellung, und
Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit daraus, in perspektivischer Darstellung.
[0008] Bei dem neuen Verfahren kann ein an sich bekanntes Gerät, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt,
verwendet werden. Dieses besteht aus einem Fahrgestell mit einem hinten angebrachten
Fahrerstand 2 und einer Reihe von Einrichtungen, die am Fahrgestell montiert sind.
Nachfolgend sollen nur die Einrichtungen erwähnt werden, die für das neue Verfahren
von Bedeutung sind. Am vorderen Ende des Fahrgestells ist ein Tank 3 vorgesehen, der
normalerweise zur Aufnahme von Bitumen vorgesehen ist und über Heizeinrichtungen sowie
eine Leitung zu einem Mischwerk 4 verfügt. Statt des Bitumens wird jedoch eine Mischlösung
aus amorphen Polyolefinen und aromatischen Ölen eingefüllt, wie in einem späteren
Abschnitt näher beschrieben wird. Im Bereich unterhalb des Tanks 3 sowie im vorderen
Zwischenradbereich ist eine Heizung 5 für die darunter befindliche Altasphaltschicht
10 vorgesehen. An die Heizzone 5 schließt sich ein Auflockerungsgerät 6 an, welches
als starrer Auflockerer oder als rotierender Auflockerer ausgebildet sein kann. In
Bewegungsrichtung nachfolgend ist eine Verteilerschnecke 7 angeordnet. Die aufgelockerte
Altasphaltschicht wird dem Mischwerk 4 zugeführt, das als Zwangsmischer ausgebildet
ist, über dem eine Düsenreihe zur Verteilung der Mischlösung aus dem Tank 3 angeordnet
ist. In dem Mischwerk 4 werden die Altasphaltpartikel mit der Mischlösung innig durchmischt
und die erhaltene Mischung einer Verteilerschnecke 8 vor einer Bohle 9 zugeführt.
Das aufbereitete Material wird durch die Verteilerschnecke und die Bohle in passender
Breite als neue Fahrbahndecke eingebaut, die anschließend durch eine nicht dargestellte
Walze verdichtet wird.
[0009] Die erneuerte Fahrbahndecke zeigte eine erhöhte Stabilität und Haltbarkeit selbst
gegenüber normalem Asphaltfeinbeton, wie der nachfolgende Versuch mit einem ausgeformten
Marshall-Körper ergibt, der jeweils bei einer Verdichtungstemperatur von 130 bis 140°C
verdichtet und bei einer Belastung von 52,5 kg bei 70°C mit einem Stempel von 5 cm²
belastet wurde, wobei folgende Eindringtiefen gemessen wurden:
[0010] Bei dem "Vestoplast" handelt es sich um ein Mischprodukt aus amorphen Polyolefinen,
die als Copolymere von α-Olefinen mit ausgewählten Monomeren angesprochen werden
können. Das Mischprodukt ist halbhart bis weich und neigt bereits bei erhöhter Außentemperatur
zum Kleben. "Vestoplast" wird in verschiedenen Standardtypen von den Chemischen Werken
Hüls AG, D-4370 Marl, geliefert, und "Vestoplast 708" hat sich als besonders geeignet
für den vorgesehenen Anwendungsfall herausgestellt. Die Schmelzviskosität bei 190°C
, gemessen mit dem Rotationsviskometer, beträgt etwa 8000 mPa s . Der Erweichungspunkt
, nach DIN 52011 mit Ring und Kugel gemessen, beträgt etwa 105°C. Die Penetration
100/25/5 in Anlehnung an DIN 52010, gemessen in 0,1 mm, beträgt ungefähr 20. Der Brechpunkt
nach Fraaß DIN 52012 beträgt ungefähr -30°C. Wegen seines amorphen Charakters besitzt
"Vestoplast" keinen scharfen Schmelzpunkt, sondern einen Erweichungsbereich. Die Viskosität
der Schmelze fällt wie bei allen Thermoplasten mit steigender Temperatur.
[0011] Das aromatische Öl der Qualität WD-3 kann von Chemische Betriebe GmbH Pluto, D-4690
Marl, bezogen werden und hat folgende physikalische und mechanische Eigenschaften:
[0012] Die Mischungslösung aus "Vestoplast" und "WD-3-Öl" wurde in einem heizbaren Tank
mit Rührwerk bei etwa 100°C zubereitet. Das Mischungsverhältnis beträgt etwa 50:50
Gew.%, jedoch sind Abweichungen von ± 10 % ohne weiteres möglich, da man auch dann
eine dünnflüssige Mischungslösung bei der angegebenen Temperatur erhalten kann, die
sich zu feinsten Tropfen verdüsen und somit gut dosieren läßt. Die Mischungslösung
kann im übrigen in Fässern gelagert werden und erst bei Bedarf in dem heizbaren Tank
3 dünnflüssig gemacht werden.
[0013] Die Zugabemenge richtet sich in erster Linie nach dem Bindemittelgehalt des Asphaltes
aus, und zwar sollen die Polyolefine 7 ± 1 Gew.% des angestrebten Gesamtbindemittelgehalts
in der erneuerten Fahrbahndecke betragen. Dieser Gesamtbindemittelgehalt setzt sich
dabei zusammen aus dem vorgefundenen Bitumengehalt, den zugegebenen Polyolefin und
dem zugegebenen aromatischen Öl sowie einer gegebenenfalls zur Erreichung des angestrebten
Bindemittelgehaltes erforderlichen Zusatzes von Bitumen. Wenn beispielsweise ein Bindemittelgehalt
von 6 % erreicht werden soll und ein Bitumengehalt von 4 % vorgefunden wird, ergibt
sich eine Zugabe von etwa 0,4 Gew.% an Polyolefinen, bezogen auf den aufgearbeiteten
Asphalt. Bei einer Zugabe von aromatischen Öl in etwa gleicher Menge wäre dann noch
etwa 1,2 % an Bitumen zuzusetzen, um den angestrebten Gesamtbindemittelgehalt von
6 % zu erreichen. In der Praxis betragen die Zugabemengen an Polyolefinen dann etwa
0,3 bis 0,5 Gew.% des aufgearbeiteten Asphalts.
[0014] Der Gesamtbindemittelgehalt ist also Bezugsbasis für die Zugabe von Polyolefinen,
deren Anteil , wie angegeben, 7 ± 1 Gew.% des Gesamtbindemittelgehalts betragen soll.
Bei der Verwendung der Mischlösung aus Polyolefinen und aromatischen Ölen im Gewichtsverhältnis
von 1:1 erhält man dann einen Anteil von etwa 14 Gew.% des Gesamtbindemittelgehaltes.
[0015] Das Verfahren ist nicht auf die Aufarbeitung von Altasphalt allein beschränkt. Bei
der Wiederaufarbeitung können dem Asphalt Mineralstoffe oder fertiges Mischgut beigegeben
werden, wenn hierfür Gründe bestehen.
[0016] Die praktische Anwendung des Verfahrens läßt sich mit allen Maschinen verwirklichen,
die für die Wiederaufarbeitung von alten Fahrbahnbelägen an Ort und Stelle (Recycling
in Place) geeignet sind.
[0017] Bei Maschinen für das eingangs erwähnte Repave-Verfahren wird die Mischungslösung
der Polyolefine und der aromatischen Öle auf die zu erneuernde Fahrbahn aufgesprüht,
welche zuvor aufgeheizt wurde. Die zu erneuernde Fahrbahn wird abgefräst, und dadurch
sowie durch einen nachgeordneten Wirbler werden die erzeugten Partikel mit der Mischlösung
intensiv vermischt. Mit der Bohle wird das Material gleichmäßig eingebaut und nachfolgend
in bekannter Weise mit Walzen verdichtet.
[0018] Man kann die Polyolefine auch als feines Granulat auf die stark erhitzte Oberfläche
der zu erneuernden Fahrbahn aufbringen und durch das nachfolgende Fräsen und Wirbeln
oder auch in einem Zwangsmischer für eine intensive Vermischung sorgen. Aromatisches
Öl kann auch in diesem Fall zugegeben werden, um das gealterte Bitumen aufzufrischen.
[0019] Bevorzugt wird jedoch die Zugabe als Polyolefin-aromatisches Öl-Mischungslösung,
da diese in zweifacher Weise wirkt:
a) Das aromatische Öl erweicht und frischt das gealterte Bitumen auf, macht es geschmeidig
und begünstigt zugleich die Verteilung der Polyolefine;
b) die Polyolefine erhöhen die Haftfestigkeit des Bindemittels und modifizieren dieses
im Sinne einer höheren Standfestigkeit , eines höheren Verformungswiderstandes und
Alterungsbeständigkeit der erneuerten Fahrbahndecke.
1. Verfahren zur Erneuerung von insbesondere deformierten Fahrbahndecken unter Verwendung
von Altasphalt mit folgenden Merkmalen:
die zu erneuernde Fahrbahndecke mit der Altasphaltschicht (10) wird aufgeheizt;
die erhitzte Altasphaltschicht (10) wird aufgelockert und dabei erhaltene Partikel
auf die Einbaubreite gleichmäßig verteilt, wobei eine Durchmischung der Partikel
erfolgt;
die in neuer Schicht verteilten Partikel werden zum Erhalt einer Fahrbahndecke verdichtet;
gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:
vor der Durchmischung der Partikel erfolgt eine Zugabe von amorphen Polyolefinen als
Copolymere von -Olefinen mit ausgewählten Monomeren, derart, daß das Mischprodukt
halbhart bis weich ist und bereits bei erhöhten Außentemperaturen zum Kleben neigt;
die Zugabemenge beträgt 0,3 bis 0,5 Gew.% des aufgearbeiteten Altasphalts bzw. etwa
7 % seines Gesamtbindemittelgehalts.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der amorphen Polyolefine, aufgelöst in einem
aromatischen Öl, erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß als aromatisches Öl ein Schmierstoff der Qualität WD-3
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die amorphen Polyolefine bei etwa 100°C in dem aromatischen
Öl aufgelöst worden sind und die Mischlösung etwa zur Hälfte je aus den Polyolefinen
und dem aromatischen Öl besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mischlösung bei Raumtemperatur eine wachsartige Konsistenz
aufweist und bei etwa 100°C dünnflüssig ist.