DE2250694A1

DE2250694A1 - Pavement material - having inner layer of vulcanised rubber aggregate and asphalt

Info

Publication number: DE2250694A1
Application number: DE2250694A
Authority: DE
Inventors: Jun Douglas Bynum; Bob M Gallaway
Original assignee: US RUBBER RECLAIMING CO
Current assignee: US RUBBER RECLAIMING CO
Priority date: 1972-10-16
Filing date: 1972-10-16
Publication date: 1974-04-18

Abstract

Pavement has an inner layer interposed between a road base and an outer layer of asphalt concrete, the inner layer comprising a mixt. of 30-60 vol.% ground vulcanised rubber, 20-30 vol.% fine mineral aggregate and 15-35 vol.% asphalt. The layer has a viscoelastic extensibility 600-1200 more than that of the outer layer, is viscoelastic at relatively low rates of strain andelastic at higher rates of strain. The layer may be applied cold, with the asphalt as an asphaltic emulsion, and reduces strain and arrests cracks in the pavement.

Description

Belag für Verkehrsflächen Die Erfindung bezieht sich auf einen Belag für Verkehrsflächen, mit einer Vorlage, einer Decklage aus Asphaltbeton und einer spannungsmindernden, rißhemmenden Zwischenlage. Covering for traffic areas The invention relates to a covering for traffic areas, with a template, a top layer made of asphalt concrete and a tension-reducing, crack-inhibiting intermediate layer.

Aus Asphalt oder ähnlichen Werkstoffen hergestellte Decklagen von Straßen oder anderen Verkehrsflächen neigen dazu, unter dem Einfluß von Temperatur- und Belastungsspannungen sowie von über die Vorlage auf ihre Unterseite ausgeübten Drücken zu reißen und aufzubrechene Ferner ergibt sich eine Neigung zur Rißbildung und zum Aufbrechen der Decklage und der Vorlage aufgrund von verschiedenartigen zwischen der Decklege und der Vorlage auftretenden Spannungen sowie von die eine oder andere Lage beeinflussenden verschiedenen Umgebungsbedingungen und unterschiedlichen Eigenschaften der Werkstoffe, aus denen die Decklage und die Vorlage zusammengesetzt sind.Top layers made of asphalt or similar materials from Roads and other traffic areas tend to under the influence of temperature and stress stresses and stresses exerted on the underside of the template Pressing to tear and to break open. Furthermore, there is a tendency to form cracks and to break up the top layer and the original due to diverse between the top layer and the template occurring tensions as well as from the one or other location influencing different environmental conditions and different Properties of the materials that make up the top layer and the template are.

Es wurden bereits verschiedene Zwischenlagen, beispielsweise unter Verwendung von Sand und/oder Sägespänen, zwischen aus Zementbeton, Schottersoder älterem Pflaster bestehenden Vorlagen und Decklagen aus Ziegeln oder verschiedenen Arten von Beton verwendet. Keine solche Zwischenlage erbrachte jedoch bei den in weitem Bereich veränderlichen Umweltbedingungen und hoher Verkehrsbelastung ein befriedigendes Ergebnis.There have already been various intermediate layers, for example under Use of sand and / or sawdust, between cement concrete, gravel or older pavement existing templates and top layers made of bricks or different Types of concrete used. However, no such intermediate layer was provided by the in wide range of changing environmental conditions and high traffic loads satisfactory result.

Darüber hinaus vermochten solche Zwischenlagen den für eine Decklage aus Asphaltbeton zu stellenden Anforderungen nicht zu genügen.In addition, such intermediate layers were able to do that for a top layer not to meet the requirements to be made from asphalt concrete.

Im Hinblick auf die vorstehenden Erwägungen schafft die Erfindung einen Verkehrsflächenbelag der eingangs genannten Art und sieht dabei vor, daß die Zwischenlage aus einem Gemisch aus feinzerkleinertem vulkanisiertem Gummi, feinkörnigern mineralischem Material und einem asphaltähnlichen Bindemittel dafür zusammengesetzt und bei relativ geringer Relastung plastisch und bei relativ hoher Belastung elastisch ist.In view of the foregoing considerations, the invention provides a traffic area covering of the type mentioned and provides that the Interlayer made from a mixture of finely crushed vulcanized rubber, fine-grained mineral material and an asphalt-like binding agent for it and plastic when the load is relatively low and elastic when the load is relatively high is.

Durch eine solch Zusammensetzung der Zwischenlage werden durch veränderliche Umwelteinflüsse hervorgerufene Spannungen in der Decklage aufgrund der Dehnbarkeit der Zwischenlage verringert. Ferner verhindert die Zwischenlage aufgrund ihrer plastischen und elastischen Eigenschaften die Weitergabe von Rissen von der Vorlage zur Decklage und bildet einen Schutz bzw. eine Feuchtigkeitssperre für die Vorlage im Falle von Rissen in der Decklage oder anderweitigem Eindringen von Feuchtigkeit.Such a composition of the intermediate layer can be changed by changing Tensions in the top layer caused by environmental influences due to the elasticity the liner is reduced. Furthermore, the intermediate layer prevents due to its plastic and elastic properties the transmission of cracks from the original to the top layer and forms a protection or a moisture barrier for the original in the case of Cracks in the top layer or other penetration of moisture.

Die Dehnbarkeit der vorgeschlagenen Zusammensetzung aus zerkleinertem Gummi, Mineralstoffen und asphaltähnlichem Bindemittel beträgt etwa 600 bis 1200% von der der gebräuchlichen flexiblen Allwetterbeläge beispielsweise aus bituminösen Betonmischungen. Bei einer Dicke der Zwischenlage aus der angeführten Zusammensetzung von etwa 6 mm kann die Vorlage im Vergleich zu der eines gleichgearteten Belags ohne die Zwischenlage mii 200 bis 500,b mehr aufschwellen, ohne daß in der Decklage Risse auftreten.The ductility of the proposed composition from crushed Rubber, minerals and asphalt-like binding agent is about 600 to 1200% from that of the common ones flexible all-weather surfaces, for example from bituminous concrete mixes. With a thickness of the intermediate layer from the specified Composition of about 6 mm can compare the template with that of a similar one Covering without the intermediate layer with 200 to 500, b swell more without being in the Top layer cracks occur.

Die Fähigkeit der-Zwischenlage, sich bei relativ geringer Beanspruchung plastisch und bei höherer BeansDruchung elastisch zu verhalten, beruht auf den hohen Gehalten des dafür verwendeten Gemischs an Bindemittel und Gummi. Das Gemisch beginnt, die gewünschten Eigenschaften zu verlieren, wenn der Gummi gehalt unter etwa 30% der Gesamtmenge absinkt, während bei einem Gummigehalt von mehr als etwa 60% eine für gewisse Zwecke unzulässig große lIohlraumbildung auftritt.The ability of the liner to stand up to relatively light stress behaving plastically and elastically at higher stresses is based on the high Content of the mixture of binder and rubber used for this. The mixture begins Losing the desired properties if the rubber content is below about 30% of the total amount decreases, while with a rubber content of more than about 60% one For certain purposes, unacceptably large cavity formation occurs.

Die sonst zwischen der Decklage und den unteren Lagen eines mehrschichtigen Belags übertragenen Spannungen werden durch Einführen einer Zwischenlage mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung unschädlich gemacht. Solche insbesondere durch veränderliche Umweltbedingungen vervorgerufene Spannungen verzogeng dann nicht mehr, ihre zerstörende Wirkung auf den Belag aus zum üben.The otherwise between the top layer and the lower layers of a multilayer Tensions transferred to the lining are reduced by inserting an intermediate layer with the Composition according to the invention rendered harmless. Such in particular by changeable environmental conditions caused tensions then no longer warped, to exert their destructive effect on the surface.

Eine spannungsausgleiehende Zwischenlage mit einer Dicke von etwa 6 mm erbringt eine beträchtliche Verbesserung für solche Beläge. Die Steigerung der Dicke der Zwischenlage auf etwa 12 mm oder sogar darüber erbringt eine weitere, wenn auch nicht proportional zunehmende Verbesserung. Selbst Zwischenlagen mit einer Dicke von nur etwa 3 mm können erfolgreich verwendet werden.A stress-equalizing spacer with a thickness of about 6 mm is a considerable improvement for such coverings. The increase the thickness of the intermediate layer to about 12 mm or even more results in a further, although not proportionally increasing improvement. Even liners with one Thicknesses of only about 3 mm can be used successfully.

Die Vorlage oder Unterlage kann eine alte I>flas-terschicht, eine durch Walzen stabilisierte Schüttung oder ein anderes für den AuStrag der Zwischenlage geeignetes Material sein. The template or base can be an old I> flas-terschicht, a fill stabilized by rolling or another one for the discharge of the intermediate layer be suitable material.

-Die Decklage ist gewöhnlich in einer Dicke von etwa 35 bis 50 mm aus einem bituminösen Beton oder auch aus einem anderen Deckmaterial mit ähnlichen Eigenschaften gebildet0 Im Falle einer Vorlage aus einem älteren Belag aus Zementbeton ist diese etwa 150 bis 200 mm dick und weist gewöhnlich Stoßfugen auf. Eine solche Vorlage wird zunächst vorzugsweise aufgebrochen, so daß Risse in Abständen von etwa 50 bis 125 mm entstehen, und dann angewalzt. In alten Belägen aus Asphaltbeton mit Dicken zwischen etwa 150 und 200 mm sind solche Risse häufig schon vorhanden. In derartigen Vorlagen oder in etwa 150 bis 355 mm dicken neu erstellten Vorlagen aus mit Zement stabilisiertem Schüttgut wie etwa Erde, Sand, itischelkalk, Kies oder Schotter können solche Risse auch künstlich gebildet werden. Die darauf aufgebrachte Zwischenlage dringt dann in die Risse ein, verschließt diese und wird dabei in der Vorlage verankert. Auch in den zuletzt genannten Fällen wird die Vorlage vorzugsweise angewalzt, bevor die spannungsausgleichende Zwischenschicht aufgebracht wird.-The top layer is usually about 35 to 50 mm thick from a bituminous concrete or from another covering material with similar ones Properties formed0 In the case of a submission from an older one Cement-concrete covering is about 150 to 200 mm thick and usually has butt joints on. Such a template is first preferably broken open so that cracks in Distances of about 50 to 125 mm are created, and then rolled. In old coverings Such cracks are common in asphalt concrete with thicknesses between about 150 and 200 mm already available. In such templates or in about 150 to 355 mm thick newly created Templates made of bulk material stabilized with cement such as earth, sand, limestone, Gravel or crushed stone, such cracks can also be artificially formed. The one on it applied intermediate layer then penetrates into the cracks, closes them and becomes anchored in the template. In the last-mentioned cases, too, the submission preferably rolled before the tension-equalizing intermediate layer is applied will.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt: Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführung des erfindungsgemåßen Belags und Fig. 2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Belags.Further features, details and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. 1 shows a sectional view of a first embodiment of the invention Covering and FIG. 2 a sectional view of a second embodiment of the covering.

Der in Fig. 1 gezeigte Belag setzt sich aus einer Vorlage 5 aus vorhandenem Zementbeton mit Stoßfugen 6 und Rissen 7, einer Decklage 8 und einer Zwischenlage 9 mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zusammen.The covering shown in Fig. 1 consists of a template 5 from existing Cement concrete with butt joints 6 and cracks 7, a top layer 8 and an intermediate layer 9 together with the composition according to the invention.

Der in Fig. 2 gezeigte Belag baut eine Vorlage 10 aus einem stabilisierten, gewalzten Schüttgut, eine Decklage 11 aus Asphaltbeton und eine Zwischenlage 12 mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Die Vorlage 10 weist Risse 13, 14 und 15 auf, in welche das Material der Zwischenlage 12 eingedrungen ist.The covering shown in Fig. 2 builds a template 10 from a stabilized, rolled bulk material, a top layer 11 made of asphalt concrete and an intermediate layer 12 with the composition according to the invention. The original 10 has cracks 13, 14 and 15, into which the material of the intermediate layer 12 has penetrated.

Zum Herstellen des Materials für die Zwischenlage wird Gummi, beispielsweise von zerkleinerten Fahrzeugreifen, mit Sand oder einem anderen feinkörnigen Mineralstoff vermischt und dem Gemisch eine Öl-Wasseremulsion etwa aus 55 bis 70 Vol.To produce the material for the intermediate layer, rubber is used, for example from shredded vehicle tires, with sand or another fine-grain mineral material mixed and the mixture an oil-water emulsion about 55 to 70 vol.

Asphaltzement-Rückständen und 45 bis 30 Vol.% Wasser zugesetzt.Asphalt cement residues and 45 to 30% by volume of water were added.

Der Anteil von zerkleinertem vulkanisiertem gummiartigem Werkstoff in der Gesamtmischung kann etwa 30 bis 60 Vol.% betragen, und der von Sand oder ähnlichen mineralischem Material etwa 20 bis 50 Vol.%. Die Teiichengröße des gummiartigen Materials liegt vorzugsweise zwischen etwa 4,7 und 0,3 mm und die des mineralischen Materials zwischen etwa 3 und o,3 mm. Teer oder Asphalt können in beliebiger Form in einem Anteil von etwa 15 bis 40% des Gesamtvolumens vorhanden serin.The proportion of crushed vulcanized rubbery material in the total mixture can be about 30 to 60% by volume, and that of sand or similar mineral material about 20 to 50 vol.%. The size of the rubbery part Material is preferably between about 4.7 and 0.3 mm and that of the mineral Material between about 3 and 0.3 mm. Tar or asphalt can be in any form serine is present in a proportion of about 15 to 40% of the total volume.

Zur Erzielung ausgezeichneter Ergebnisse wurden zusammen mit 20 bis 40% Asphaltemulsion gleiche volumetrische Mengen von zerkleinertem Reifenmaterial und Sand in der folgenden Zusammensetzung von Teilchengößen verwendet: Si ebgröße .Durchtritt in Vol.% (US-Siebnummern) v Zerkleinerter Sand vulkanisierter Gummi PAN-200 (74 um) 0 16 200 - 50 (74 - 297 µm) 0 13 50 - 20 (297 - 841 zum 0 17 20 - 16 (841 - 1190,&im) 2 4 16 - 10 ( 1,19 - 2,00 mm) 14 2 10 - 8 ( 2,0 - 2,30 mm) 5 1 8 - 4 ( 2,30 - 4,7 mm) 26 O Allgemein können etwa 30 bis 60 Vol.% zerkleinerten vulkanisierten Gummis, etwa 20 bis 50 Vol.% feinkörniges mineralisches Material und etwa 15 bis 35 Vol.% Asphalt verwendet werden, letzteres vorzugsweise in einer etwa 50 bis 70,°b Asphalt und etwa 50 bis 30% Wasser oder anderen Emulsionsträger enthaltenden Emulsion.To achieve excellent results, together with 20 bis 40% asphalt emulsion equals volumetric amounts of shredded tire material and sand is used in the following composition of particle sizes: Si eb size . Passage in% by volume (US sieve numbers) v Crushed sand of vulcanized rubber PAN-200 (74 um) 0 16 200 - 50 (74 - 297 µm) 0 13 50 - 20 (297 - 841 to 0 17 20 - 16 (841 - 1190, & im) 2 4 16 - 10 (1.19 - 2.00 mm) 14 2 10 - 8 (2.0 - 2.30 mm) 5 1 8 - 4 (2.30 - 4.7 mm) 26 O Generally, about 30 to 60% by volume can be comminuted vulcanized rubbers, about 20 to 50 vol.% fine-grain mineral material and about 15 to 35% by volume asphalt can be used, the latter preferably in one about 50 to 70 ° b asphalt and about 50 to 30% water or other emulsion carrier containing emulsion.

i3in besonders vorteilhaftes Gemisch setzt sich aus 40 Vol.% zerkleinertem Gummi, 35 Vol.% Sand und 25 Vol.% Asphaltemulsion zusammen. Ein anderes Gemisch mit relativ hohem Anteil an mineralischem Material enthält 45 Vol.% Sand, 35 Vol.% zerkleinerten Gummi und 20 Vol.% Asphaltemulsion. Bei der Verwendung von nicht emulgiertem, geschmolzenem Asphalt empfiehlt sich ein Gemisch aus 40 Vor.% Gummi, 40 Vol.% Sand und 20 Vol.% Asphalt.i3in a particularly advantageous mixture consists of 40% by volume crushed Rubber, 35 vol.% Sand and 25 vol.% Asphalt emulsion together. Another mixture with a relatively high proportion of mineral material contains 45 vol.% sand, 35 vol.% crushed rubber and 20% by volume asphalt emulsion. When using non-emulsified, For molten asphalt, a mixture of 40% rubber and 40% sand by volume is recommended and 20% by volume asphalt.

Die zuzusetzende Wassermenge ist in Abhängigkeit der jeweiligen Art des mineralischen Materials und seines Feuchtigkeitsgehalts veränderlich. Bei wasseranziehendem mineralischem Material können bestimmte Zusätze beispielsweise von gelöschtem Kalk notwendig sein.The amount of water to be added depends on the type of the mineral material and its moisture content changeable. With water-attracting Mineral material can contain certain additives, for example slaked lime to be necessary.

Claims

1. Covering for traffic areas, with. a template, a top layer Asphalt concrete and a stress-reducing, crack-inhibiting intermediate layer, thereby g e k e n n n n z e i c h n e t that the intermediate layer (9 or 12) consists of a mixture finely crushed vulcanized rubber, fine-grained mineral material and an asphalt-like binder composed for it and at a relatively low level Load is viscoelastic and elastic at relatively high loads.

2. Covering according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the intermediate layer 30 to 60% by volume of crushed vulcanized rubber, 20 to 50 Contains vol.% Fine-grain mineral material and 15 to 35 vol.% Asphalt.

3. Covering according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the intermediate layer has an extensibility of 600 to 1200% greater than that Top layer (8 or 11).

4. Covering according to at least one of claims 1 to 3, characterized g e no indication that the crushed material contained in the intermediate layer vulcanized Rubber essentially has a maximum particle size of 6.35 mm, an average particle size of at least 2.33 mm and substantially a minimum particle size greater than 297 µm pun and that the fine-grained mineral material is essentially a has a maximum grain size of 4.70 mm.

5. Material to reduce stresses and cracking of coatings for Traffic areas, at least g e k en n -z e i c h n e t through a salary of 30 bits 60 vol. ° ó of crushed vulcanized rubber, 20 to 40 vol.% of a fine-grained mineral material and 15 to 35% by volume of an asphalt-containing binder in an emulsion.

6. A method for producing a covering for traffic areas, thereby It is not noted that painting is between a template and a top layer a substantially continuous stress-relieving intermediate layer inserts by a material is applied to the template in the cold state which essentially from 30 to 50 parts by volume of crushed vuicanized rubber, 20 to 40 parts by volume of a fine-grain mineral material and 30 to 70 parts by volume of an asphalt-containing material Emulsion with a content of 15 to 35 parts by volume of an asphalt binder consists.