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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Straßenbau-Mischgranulats
für eine
Deck-, Basis- oder Fundamentschicht sowie das durch Ausführen dieses
Verfahrens erhaltene Straßenmaterial.
Sie betrifft insbesondere ein Kaltverfahren zum Herstellen eines
Materials, Asphaltsplitt genannt, das ein organisches Bindemittel
sowie ein anorganisches Bindemittel beinhaltet.
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Jede
Schicht einer Fahrbahn besteht grundsätzlich aus Granulat, dessen
Funktion darin besteht, ein massives Gerüst zu bilden, das den Belastungen
des Straßenverkehrs
standhalten kann, und wenigstens einem Bindemittel, das diesem Gerüst Kohäsion verleiht,
dessen Wahl die Eigenschaften der Schicht bestimmt.
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Die
Schwierigkeit, Bindemittel und Granulat zu wählen, entsteht aus der Tatsache,
dass in jeder Schicht einer Fahrbahn komplementäre und antagonistische Anforderungen
jeweils in Bezug auf die Starrheit und Flexibilität der Schicht
bestehen, die zum Erzielen eines dauerhaften Resultats unerlässlich sind:
im Falle einer Deckschicht die Beständigkeit gegen Spurrinnenbildung
und Kriechen, aber auch Flexibilität, Benutzerkomfort, Greiffähigkeit
des Fahrzeugs, Beständigkeit
gegenüber
Ablösen
und Verlust von Oberflächenkörnern, und
im Falle einer Strukturschicht (Fundament- oder Basisschicht) Tragfähigkeit
und Zugfestigkeit, aber auch die Verformungsfähigkeit; und in allen Fällen Beständigkeit
gegenüber
Ermüdung
und Rissbildung, Kompaktheit, Kohäsion, Gleichförmigkeit,
Haltbarkeit, Wasserdichtheit, Bearbeitbarkeit des Materials bei
Herstellungs- und Handhabungsvorgängen (Mischen, Transport, Verteilung,
Verdichtung usw.).
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Es
sind zunächst
einmal Straßenmaterialien,
Asphaltsplitt genannt, auf der Basis eines/von Bitumenbindemittels/n
bekannt. Ein solcher Bitumenasphaltsplitt hat den Vorteil, dass
er eine relativ hohe Verformungsfähigkeit und demzufolge eine
gute Rissbeständigkeit
hat, was auf Kosten seiner Starrheit geht. Um diese zu erzielen,
gibt es zwei Hauptmethoden: die Methode des Heißbeschichtens von Bitumenasphaltsplitt
und die Methode des Kaltbeschichtens von Bitumenasphaltsplitt.
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Heißbeschichtungstechniken,
und insbesondere Heißtechniken
zum Beschichten mit reinem Bitumen, werden perfekt reguliert und
ermöglichen
es, stabile Mischungen zu erhalten, mit guten mechanischen Charakteristiken
und anderen Qualitäten
wie Haftfähigkeit
des Bitumens, Wasserdichtheit, Flexibilität, Komfort und Griff (Textur)
des Asphaltsplitts. Eine solche Leistung geht jedoch auf Kosten
eines hohen Energieverbrauchs und eines sehr einschränkenden
Applikationsvorgangs (Komplexität
der verwendeten Materialien und des angewendeten Betriebsverfahrens)
sowie auf Kosten der Umwelt (hohes Risiko von Wasser- und Luftverschmutzung
usw.) und der Sicherheit der bei der Herstellung und Verteilung
dieses Asphaltsplitts beteiligten Personen (hohe Temperaturen – von 140°C bis 170°C – Materialien,
Dämpfe,
hoher Bitumengehalt usw.). Darüber
hinaus bleiben bestimmte Schwächen:
relative Empfindlichkeit der erhaltenen Fahrbahnoberflächen gegenüber Beanspruchungen
durch den Straßenverkehr
(das Blutungsphänomen,
Verlust von Oberflächenkörnern, Spurrillenbildung
und Kriechen), was zur Suche nach einer Weiterentwicklung von Bitumen
(durch Polymere modifiziert), Zuschlägen und Granulat führt, was
auf Kosten der Wirtschaftlichkeit geht: geringere Verfügbarkeit
(und daher höhere
Kosten) der Betriebsmittel; Alterung des Bitumens.
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Kalttechniken
bestehen seit langer Zeit aus dem Beschichten von Agglomeraten mit
Hilfe von sehr fluiden wasserfreien Bindemitteln, häufig auf
der Basis von Kaltbitumen oder Teeren und Ölen aus der Destillation von
Kohlenteerpech. In neuerer Zeit wurden diese wasserfreien Bindemittel
durch Bitumenemulsionen ersetzt (eine kontinuierliche wässrige Phase
im Wesentlichen aus Wasser und einem Emulgator, in dem feine Partikel einer
Bitumenphase dispergiert sind, bestehend aus reinem Bitumen oder
Flussbitumen oder mit Petroleumlösungsmitteln
verschnittenem Bitumen). Kalttechniken wurden vor Heißtechniken
eingesetzt, aber schnell durch diese ersetzt, sie leiden jedoch
an mehreren Nachteilen: geringe Festigkeit des Asphaltsplitts am
Anfang aufgrund der zufallsmäßigen Ablösung von überschüssigem Wasser
und/oder langsamer Verdampfung der eingesetzten Lösungs- oder
Flussmittel (oft aromatisch); unzureichende mechanische Eigenschaften
für stark befahrene
Straßen;
ungleichförmige
Ergebnisse. Aus diesen Gründen
wird der Einsatz von Kalttechniken heute auf kleine Notreparaturen
begrenzt (Löcher,
Schlaglöcher,
provisorisches Füllen
von Gräben
usw.) und auf schwach befahrene Fahrbahnoberflächen begrenzt. Da diese Techniken
nur wenig eingesetzt werden, sind sie schlecht reguliert. Sie haben
jedoch viele Vorteile, besonders dann, wenn eine Bitumenemulsion
verwendet wird: einfache Anwendung, flexibler Gebrauch, leichte
Handhabung bei Umgebungstemperatur und die robuste Natur des Asphaltsplitts,
reduzierte Kosten und Schonung der Umwelt.
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Aufgrund
der zunehmenden Besorgnis um die Umwelt ist kürzlich der Wunsch nach Aufmöbelung von Kalttechniken
entstanden. Es wurden auch Prozesse vorgeschlagen, um zu versuchen,
bestimmte Nachteile dieser Techniken abzumildern. Es ist somit Ziel
der
FR 2 623 219 , die
Probleme des Lagerns von Bitumenasphaltsplitt zu lösen, indem
ein Verfahren vorgeschlagen wird, das darin besteht, zuvor feine
0/2 oder 0/4 Elemente mit einer langsam brechenden kationischen
Emulsion aus Weichbitumen (sehr geringe Viskosität) zu beschichten, um ein Zwischenmaterial
zu erhalten, das gelagert werden kann, um es danach mit 2/D oder
4/D Granulat bei oder nach der Beschichtung mit einer harten kationischen
Bitumenemulsion zu mischen (hohe Viskosität), die verflüssigt oder
verschnitten wurde, wobei das erhaltene Endmaterial auch gelagert
werden kann. Im Hinblick auf eine Reduzierung der Produktionskosten
schlägt
die
EP 781 887 vor, den
früheren
Prozess zu vereinfachen und insbesondere den Schritt des Reifens
oder Lagerns des Zwischenmaterials wegfallen zu lassen, indem grobe
2/D Elemente in einen Mischer mit einer ersten mittelschnell brechenden
Emulsion mit einem Reinheitsgrad von 25/35 Bitumen (Hartbitumen)
mit 180/220 oder einem Kaltbitumen zu mischen und dann feine 0/2
bis 0/6 Elemente, gefolgt von einer zweiten stabilisierten (langsam
brechenden) Emulsion mit niedriger Viskosität zuzugeben, die durch Mischen
der ersten Emulsion mit einem wässrigen
kationischen Mittel erhalten wird. Ferner ist es im Hinblick auf
die Verbesserung der Starrheit von Bitumen-Asphaltsplitt Ziel der
US 5,582,639 , es zu ermöglichen,
eine Emulsion aus einem Hartbitumen zu verwenden (der vor dem Transportieren
und Verteilen des Asphaltsplitts brechen muss, um Probleme des „Auswaschens" des Asphaltsplitts
zu verhüten),
während
die Bearbeitbarkeit von Asphaltsplitt mit einer Weichbitumenemulsion
erhalten bleibt (die nur für
schwach befahrene Fahrbahnoberflächen
aufgrund der geringen dem Asphaltsplitt verliehenen Starrheit verwendet
werden kann). Die
US 5,582,639 nimmt
an, dass das Gemisch handhabbar bleibt, solange die feinen Elemente
nicht mit einem Hartbitumen gebunden sind und der Splitt (oder Schotter) (noch) nicht
mit einem Harbitumen beschichtet wurde, und ergibt dadurch ein Verfahren,
mit dem der Splitt zuvor mit einer ersten schnell brechenden Emulsion
eines Hartbitumens beschichtet wird und dann, nach dem Brechen der
ersten Emulsion, dem Gemisch feine Elemente sowie eine zweite Emulsion
aus Weichbitumen zugegeben werden, der am Ende des Prozesses bricht.
Gemäß den Lehren
dieses Patents erfolgt eine Wanderung, nach dem Verteilen des Asphaltsplitts,
zwischen dem Hartbitumen (hohe Viskosität), das die Steine umhüllt, und dem
Weichbitumen (niedrige Viskosität)
zum Bilden eines Bindemittels mit mittlerer Viskosität. Starrheit
und Ermüdungsbeständigkeit
des mit diesen diversen Kaltprozessen erhaltenen Asphaltsplitts
reichen jedoch weiterhin nicht aus, um sie auf stark befahrene Oberflächenschichten
aufzubringen. Ferner haben es diese Prozesse nicht ermöglicht,
den Verbrauch an Bitumenbindemittel erheblich zu reduzieren. Dieses
Ziel ist jedoch aus offensichtlichen wirtschaftlichen und ökologischen
Gründen
vorrangig.
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Zweitens
sind Straßenbaumaterialien
auf der Basis von hydraulischen Bindemitteln bekannt. Die hohe Starrheit
von hydraulischen Materialien ergibt gleichzeitig deren Hauptqualität (sie werden
aus diesem Grund auch zum Erzeugen einer Basis- oder Fundamentschicht
bevorzugt) und auch ihren Hauptfehler: das hohe Starrheitsmodul,
das einerseits zu schlechtem Komfort und Griff führt, wenn diese Materialien
für Oberflächenschichten
verwendet werden, und andererseits die Erscheinung von Ermüdungsfissuren
(Rissen) unter der Wirkung von dynamischen Verkehrsbelastungen.
Dazu kommt das Phänomen
des hydraulischen Schrumpfens während
des Abbindens des Bindemittels und von thermischer Kontraktion,
die ebenfalls für
die Erscheinung von Fissuren verantwortlich sind.
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Dagegen
fehlt aufgrund ihrer Temperaturunempfindlichkeit das Kriech- und
Spurrinnenbildungsphänomen,
an dem Bitumenasphaltsplitt leidet (Bitumen sind in der Tat empfindlich
für Temperaturschwankungen: im
kalten Zustand aufgrund der höheren
Starrheit brüchig,
daher werden sie im heißen
Zustand zu weich).
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Unter
Berücksichtigung
der jeweiligen Qualitäten
und Fehler von Bitumenasphaltsplitt und hydraulischen Materialien
wurden kürzlich
als Mischtechniken bezeichnete Techniken entwickelt, bei denen (ein)
hydraulische(s) Bindemittel und (ein) Bitumenbindemittel im selben
Straßenbaumaterial
vermischt werden. Diese Mischtechniken sind ein Versuch, auf die
konträren
und inkompatiblen Anforderungen von Straßenbelägen zu reagieren, wie z.B.
einerseits Rissfreiheit, Flexibilität, Komfort, Ermüdungsbeständigkeit,
Ablösungsbeständigkeit
und Beständigkeit
gegen Verlust von Oberflächengranulat,
die im Allgemeinen bei Bitumenbindemitteln anzutreffen sind, und
andererseits die Tragfähigkeit,
geringe Verformung, Beständigkeit
gegen Kriechen und Spurrinnenbildung, die hydraulische Bindemittel
im Allgemeinen bieten.
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So
beschreibt die
EP 545 740 ein
Kaltbehandlungsdoppelverfahren für
ein Granulatmaterial, gemäß dem eine
Vormischung aus einem Granulatmaterial (z.B. 0/20) und einem ersten
hydraulischen oder bituminösen,
vorzugsweise hydraulischen, Bindemittel hergestellt wird, das ggf.
ein Tensid beinhaltet. Diese Vormischung wird in einen Mischer gegeben,
dem ein zweites bituminöses
oder hydraulisches, vorzugsweise ein bituminöses, Bindemittel zugegeben
wird. Die
EP 535 282 beschreibt
ein Verbundbindemittel, das eine wässrige Emulsion aus einem Bitumenbindemittel,
einem hydraulischen Bindemittel und einem Zusatz umfasst, der die Abbindegeschwindigkeit
des hydraulischen Bindemittels regulieren soll, um ein flüssiges Produkt
mit einer Viskosität
unter 1 Pa·s
zu erhalten. Die
FR 2 705 662 beschreibt
einen kalten Asphaltsplitt aus einem Mineralgerüst (z.B. 0/20) in Verbindung
mit einem Bindemittel, das vom Mischen eines hydraulischen Bindemittels
und eines Bitumenbindemittels resultiert, das einen mit kurzkettigen
Aminen oder einem oder mehreren kationischen Tensiden und einer
oder mehreren Säuren
behandelten Bitumen umfasst. Die FR 2 352 763 beschreibt ein Verfahren
zur Herstellung eines halbstarren Belags ausschließlich für eine Deckschicht,
in der ein flexibler gemischter Mörtel vermischt wird, bestehend
aus Sand, Zement und einer Bitumenemulsion, mit einem hohlraumreichen
Bitumentraggerüst
(Gemisch aus groben Körnern
und Teer, Bitumen oder Bitumenbindemitteln).
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Mischtechniken
ergeben mit Sicherheit vielversprechende Ergebnisse, aber sie sind
leider immer noch unzufriedenstellend und uneinheitlich. Der erhaltene
Asphaltsplitt gehört,
je nach den eingesetzten Mengen, entweder zu hydraulischen Materialen,
deren Flexibilität
verbessert wird, allerdings ohne dass sie ausreichend und vergleichbar
wäre mit
der von Bitumenasphaltsplitt, oder zu Bitumenasphaltsplitt, dessen
Starrheit zwar erhöht,
aber für
einige Verwendungszwecke weiterhin zu niedrig ist. Außerdem scheint
es, dass es zu einer teilweisen „Kompensation" zwischen den jeweiligen
Effekten der beiden Bindemitteltypen kommt, so dass Bindemittelanteile
beibehalten werden müssen,
die weiterhin hoch sind, und erklärt, warum es die Entwicklung von
Mischtechniken bisher nicht ermöglicht
hat, erhebliche Einsparungen im Hinblick auf die verwendeten Bindemittelmengen
zu erzielen. Es müssen
auch noch einfache Produktionsprotokolle definiert und erstellt
werden, die wirtschaftlich und leicht zu regulieren sind, damit
die allgemeine und systematische Anwendung dieser Techniken vorgesehen
werden kann.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Straßenbau-Mischgranulats
auf der Basis eines oder mehrerer hydraulischer Bindemittel oder
eines oder mehrerer mineralischer Bindemittel oder eines oder mehrerer
Bitumenbindemittel oder anderer organischer Bindemittel bereitzustellen,
das einfach und wirtschaftlich ist und das zur Erzielung von Asphaltsplitt
mit verbesserten mechanischen Charakteristiken führt.
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Es
ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, Straßenbau-Asphaltsplitt
mit geeigneter Flexibilität, höherer Beständigkeit
gegen Reißen,
Ermüdung
und Verlust von Oberflächenkörnern und
gleichzeitig verbesserter Tragfähigkeit,
Festigkeit und Beständigkeit
gegen Spurrinnenbildung und Kriechen bereitzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen,
mit dem gemäß den verwendeten
Proportionen ein Straßenbaumaterial
für eine
Fundament-, Basis- oder Deckschicht erhalten werden kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Kaltverfahren zum Herstellen
von Asphaltsplitt bereitzustellen, das die Vorteile von Kaltbeschichtungstechniken
beibehält,
insbesondere mit einer Bitumenemulsion (Einfachheit, Flexibilität im Gebrauch,
Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz) und das diese Heißbeschichtungstechniken
mit reinem Bitumen beinhaltet (Wasserdichtigkeit, Haftung, Flexibilität, Komfort,
Rauheit, sofortige Befahrbarkeit und gute mechanische Eigenschaften
des erhaltenen Asphaltsplitts). Es ist auch Aufgabe der Erfindung,
ein Straßenbaumaterial
bereitzustellen, das ein hohes Maß an Bearbeitbarkeit hat.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen,
das die Umwelt schont, mit geringeren Bindemittelmengen (mineralischen
und organischen) auskommt, in dem Bemühen, Wirtschaftlichkeit zu
erzielen, die Umwelt zu schützen
und die Sicherheit von Personen zu gewährleisten.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines Straßenbau-Mischgranulats
unter Verwendung von wenigstens einem organischen Bindemittel und
wenigstens einem mineralischen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet,
dass:
- – wenigstens
zwei separate Granulatfraktionen verwendet werden, eine erste Fraktion,
Grobgranulatfraktion genannt, die aus groben und/oder mittelgroben
Körnern
besteht, und eine zweite Fraktion, Feingranulatfraktion genannt,
die aus feinen Körnern
besteht,
- – die
Körner
der Grobgranulatfraktion mit dem organischen Bindemittel auf eine
solche Weise überzogen werden,
dass eine erste Phase, organische Grobphase genannt, entsteht, wobei
der Begriff „überziehen" bedeutet, dass die
Körner
und das Bindemittel gemischt werden, bis jedes Korn wenigstens teilweise
und vorzugsweise vollständig
von einem Film aus organischem Bindemittel umhüllt ist;
- – das
Granulat der Feingranulatfraktion mit dem mineralischen Bindemittel
und mit einer Fremdwassermenge ohne organischen oder synthetischen
Bindemittelzuschlag gemischt wird, um eine zweite Phase zu bilden,
mineralische Feinphase genannt,
- – die
organische Grobphase und die mineralische Feinphase gemischt werden,
um ein Material zu erhalten, das gestreut oder gelagert werden kann.
Es ist zu bemerken, dass die mineralische Feinphase und das erhaltene
Material gelagert und/oder bearbeitet werden können (und insbesondere, was
das Feinmaterial betrifft, transportiert, auf dem zu bedeckenden
Boden verstreut und verdichtet werden kann), solange das mineralische
Material noch nicht abgebunden ist. Der Abbinderetarder für das mineralische
Bindemittel kann dem anorganischen Bindemittel oder der anorganischen
Feinphase im Falle einer länger
andauernden Lagerung des Materials oder der genannten mineralischen
Feinphase zugegeben werden. Es ist zu bemerken, dass die organische
Phase auch gelagert werden kann, bevor sie mit der mineralischen
Phase gemischt wird.
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Die
Erfindung besteht somit in der separaten Herstellung einer organischen
Grobphase und einer mineralischen Feinphase und im anschließenden Vermischen
dieser beiden. Das organische Bindemittel wird danach bereits an
dem Splitt fixiert (der Begriff „Splitt" bedeutet nachfolgend Körner der
Grobgranulatfraktion), wenn die beiden Phasen vermischt werden,
so dass er von der mineralischen Feinphase (Sandmörtel) nicht oder
nur geringfügig „absorbiert" wird. Der Erfinder
ist a posteriori der Ansicht, dass das Abbinden des mineralischen
Bindemittels zur Bildung von gehärtetem
Mörtelagglomerat
führt (Feingranulat
+ mineralisches Bindemittel), das die Hohlräume zwischen den überzogenen
Splittkörnern
ausfüllt,
so dass die beiden Bindemittel sich nicht vermischen (im Gegensatz
zu dem Effekt, den die
US 5,582,639 zu
erreichen sucht, zu den Grundsätzen
der Mischtechniken der
EP 535
282 oder der
FR 2 705
662 oder der
FR 2 352
763 und den von allen früheren Prozessen erzielten Ergebnissen).
Die mineralische Feinphase und die organische Grobphase koexistieren
und kooperieren, ohne sich zu vermischen, sie sind durch einen flexiblen
organischen Film (wie z.B. einen Bitumenfilm) untereinander verbunden,
der an dem Splitt der Grobphase haftet und nur sehr geringfügig in das
gehärtete
Mörtelagglomerat
der Feinphase eindringt, um sie zu umschließen. Es ist jedoch zu bemerken,
dass eine geringfügige
Imprägnierung
des Mörtelagglomerats
durch das organische Bindemittel wünschenswert sein kann und mit
einem Überschuss
an organischem Bindemittel erhalten wird, aus Gründen, die nachfolgend erläutert werden.
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So
wird ein besonders dichtes mineralisches Gerüst aus Splitt und gehärtetem Mörtelagglomerat
erhalten, dessen Kohäsion
durch das flexible organische Bindemittel erzielt wird. Das resultierende
Material ist gleichzeitig überraschend
starr und flexibel. Starrheit, Tragfähigkeit und Spurrillenbildungsfestigkeit
entstehen aufgrund der Dichte des mineralischen Gerüsts (ein
sehr geringer Hohlraumanteil, die Räume zwischen den Splittkörnern sind
mit dem Mörtel
gefüllt)
und die Anwesenheit von gehärtetem
Mörtelagglomerat
(dessen Starrheitsmodul sehr hoch ist). Die kompakten Verbundstoffe
(Splitt und Mörtelagglomerat),
die das mineralische Gerüst
bilden, sind elastisch wie z.B. durch Artikulationen (Dreheffekt)
durch einen organischen Film gebunden, der dem resultierendem Material
Kohäsion,
Flexibilität,
Verformbarkeit und Ermüdungsbeständigkeit verleiht,
widersteht dem Auftreten von Rissen und hat aufgrund seiner Feinheit
eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen.
Jede Phase spielt ihre natürliche
Rolle vollkommen, ohne die Auswirkung, dass jedes Bindemittel durch
die Anwesenheit des anderen Bindemittels reduziert oder eliminiert
würde.
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Die
Menge an organischem Bindemittel wird gemäß dem Bestimmungszweck des
Materials und der Natur des verwendeten Granulats eingestellt, um
die spezifischen Eigenschaften der betrachteten Schicht zu erzielen,
je nach ihrer Natur, der Fahrbahnklasse, den klimatischen Beschränkungen
usw. Es muss ausreichen es zuzulassen, dass die groben und/oder
mittelgroben Körner überzogen
und aneinander und an das gehärtete
Mörtelagglomerat
gebunden werden, sowie die Bearbeitbarkeit des Gemischs zu gewährleisten
und dem Endgut die erforderlichen Qualitäten von Flexibilität, Elastizität, Wasserdichtigkeit
und Beständigkeit
gegen Ermüdung,
Reißen
und Verlust von Oberflächenkörnern zu
verleihen. Gleichzeitig soll die Menge minimiert werden, um die
Risiken von erneutem Erweichen und Bluten zu vermeiden. Der Erfinder
hat gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren es ermöglicht,
die Menge an organischem Bindemittel signifikant und überraschend
zu reduzieren.
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Wenn
das Material für
die Herstellung einer Deckschicht bestimmt ist, dann kann eine Überschussmenge
an organischem Bindemittel nützlich
sein, um während
des Verdichtens des über
den zu bedeckenden Boden gestreuten Materials ein Eindringen des
organischen Bindemittels in die Mörtelagglomerate beim Härten zu
erzielen (bei dem in der mineralischen Feinphase ein Starrheitsgradient
erzielt wird, der die Oberfläche in
Richtung auf den Kern von gehärteten
Mörtelagglomeraten
durchquert). Diese Penetration trägt zur Bindung von Splitt und
Agglomerat an die Oberfläche
der Deckschicht, um die Beständigkeit
gegenüber
Verlusten von Oberflächenaggregat
unter Verkehrsbelastung zu verbessern, und zur Selbstreparatur von
Unterbrechungen und zur Reißbeständigkeit
bei.
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Wenn
das Material für
die Herstellung einer Strukturschicht bestimmt ist, dann kann auch
ein geringfügiger Überschuss
(kleiner als zuvor) an organischem Bindemittel nützlich sein, um beim Verdichten
des auf dem zu bedeckenden Boden verstreuten Materials eine geringfügige Penetration
des organischen Bindemittels in das Mörtelagglomerat beim Erhärten hervorzurufen,
was zur Selbstreparatur von Unterbrechungen und zur Reißbeständigkeit
beiträgt.
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Es
ist zu bemerken, dass die Grobgranulatfraktion heiß aufgebracht
werden kann. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird sie
kalt vermischt, d.h. mit einem organischen Bindemittel bei Umgebungstemperatur.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß hat die
verwendete Feingranulatfraktion eine Korngrößenverteilung 0/d (Körner mit
einer maximalen Größe zwischen
0 und d mm), wobei d zwischen 2 und 4 mm liegt. Sie enthält vorzugsweise
15 bis 25% Elemente mit einer Größe unter
80 μm.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß hat die
verwendete Grobgranulatfraktion eine mittlere Korngrößenverteilung
d/D (Körner,
deren maximale Größen zwischen
d mm und D mm liegen), wobei d zwischen 2 und 4 mm und D zwischen
6 und 20 mm liegt. D liegt vorzugsweise zwischen 6 und 14 mm für ein Material für eine Deckschicht
und zwischen 10 und 20 mm für
ein Material für
eine Strukturschicht.
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Aus
wirtschaftlichen Gründen
wird eine Grobgranulatfraktion verwendet, die aus örtlich verfügbarem Granulat
besteht, und die Natur des organischen Bindemittels wird an die
des verwendeten Granulats angepasst. Es ist zu bemerken, dass ein
erheblicher Prozentanteil an gewalztem oder teilzermahlenem Material vorteilhafterweise
dem zermahlenen Granulat zugegeben werden kann, um die Grobgranulatfraktion
zu bilden mit dem Ziel, die Bearbeitbarkeit der organischen Grobphase
und des Endgutes zu verbessern. Das organische Bindemittel wird
im Hinblick auf seine Benetzungsfähigkeit und seine Haftfähigkeit
(aktiv und passiv) gewählt,
die von der Natur des verwendeten Granulats sowie von seiner Kohäsionsfähigkeit
abhängig
sind.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird als
organisches Bindemittel ein Bindemittel verwendet, das aus Folgenden
ausgewählt
wird: reines Bitumen, Bitumen mit Fluxmittel, Kaltbitumen, insbesondere
mit einem Pflanzenöl
oder einem Weichmacher verschnittenes Bitumen, eine Emulsion aus
reinem Bitumen, eine Emulsion aus Fluxbitumen, eine Emulsion aus
Kaltbitumen, ein Schaum aus reinem Bitumen, ein Schaum aus Bitumen
mit Fluxmittel, ein Kaltbitumenschaum (die oben erwähnten Bindemittel
bestehen dabei aus bituminösen
Bindemitteln), ein thermoplastischer Harz, eine Emulsion aus thermoplastischem
Harz, ein wärmehärtbarer
Harz, eine Emulsion aus wärmehärtbarem
Harz, und z.B. ein Acrylharz, ein Harz auf der Basis von Ethylvinylacetatmonomeren
und/oder -polymeren, ein Harz auf der Basis von Styrolbutadienstyrolmonomeren und/oder
-polymeren, wobei die genannten Harze direkt oder in einer Emulsion
verwendet werden, ein Gemisch aus mehreren der oben genannten organischen
Bindemittel.
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Es
ist zu bemerken, dass die Verwendung eines reinen Bitumens oder
eines Bitumenschaums einen vorherigen Schritt des Erhitzens des
Bindemittels und des Granulats erfordert, während die Verwendung eines der
anderen erwähnten
organischen Bindemittel eine Kaltbeschichtung der Grobgranulatfraktion
zulässt
(d.h. bei Umgebungstemperatur ohne Erhitzung).
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Das
organische Bindemittel kann auch ein Monomer und/oder ein Polymer
und/oder einen Weichmacher und/oder einen organischen Zuschlag beinhalten,
um seine Haftfähigkeit
an dem Granulat zu verbessern und/oder um seine Viskosität zur Erzielung
einer besseren Bearbeitbarkeit und einer besseren Kohäsionsfähigkeit
zu modifizieren und/oder um das Brechen der Emulsion bei deren Gebrauch
zu beschleunigen. Das organische Bindemittel kann auch einen organischen
Zuschlag des Latex- oder Gummityps (insbesondere von Altreifen)
enthalten, um die Flexibilität
des erhaltenen Materials zu verbessern.
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Als
organisches Bindemittel wird vorzugsweise eine Emulsion – und insbesondere
eine Bitumenemulsion – benutzt,
und in diesem Fall wird das Brechen der Emulsion in der organischen
Grobphase vor dem Mischen der organischen Grobphase und der mineralischen
Feinphase abgewartet oder hervorgerufen.
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Vorzugsweise
und erfindungsgemäß wird eine
schnell oder mittelschnell brechende Emulsion (z.B. aus Bitumen)
als organisches Bindemittel mit einem Brechungsindex verwendet,
der so gewählt
wird, dass das Brechen der Emulsion stattfindet, sobald eine Vernetzung
der Gesamtheit der Körner
der Grobgranulatfraktion durch die Emulsion erzielt ist. Insbesondere
wird eine Bitumenemulsion verwendet, bei der es etwa nach 45 bis
90 Sekunden, vorzugsweise nach einer Minute, nach dem Vermischen
und Verrühren
der Grobgranulatfraktion und der Bitumenemulsion zum Brechen kommt
(die gewünschte
Mischdauer, nach der alle Körner
geeignet benetzt sein sollen und das Gemisch homogen sein soll).
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Insbesondere
wird vorteilhafterweise und erfindungsgemäß einerseits eine Grobgranulatfraktion
auf einer Kalksandsteinbasis verwendet, und andererseits wird als
organisches Bindemittel eine Emulsion (z.B. aus Bitumen) verwendet,
die wenigstens einen kationischen Emulsionsbildner und wenigstens
einen amphoterischen Emulsionsbildner umfasst. Insbesondere wird
eine Emulsion verwendet, deren Emulsionsbildner 20 bis 60% kationische
und 80 bis 40% amphoterische Bildner enthält. Die Anwesenheit von Mitteln
einer anderen Natur erleichtert das Brechen der Emulsion, wenn diese
mit der Grobgranulatfraktion gemischt wird, und fördert die
Kohäsionsfähigkeit
von Bitumen durch eine polare Bindung zwischen deren Kügelchen.
Es kann auch eine Emulsion verwendet werden, die wenigstens einen
anionischen Emulsionsbildner und wenigstens einen amphoterischen
Emulsionsbildner beinhaltet, wobei eine Grobgranulatfraktion einen
basischen (Kalk-) Charakter hat.
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In
einer Variante wird eine stabilere Emulsion verwendet (z.B. aus
Bitumen) und das Brechen der Emulsion wird nach Bedarf hervorgerufen,
vor oder vorzugsweise nach dem Benetzen sämtlicher Körner der Grobgranulatfraktion
durch die Emulsion mittels einer Zusammensetzung, Brechzusammensetzung
genannt, mit einem basischen Charakter im Falle einer Emulsion mit
einem kationischen Charakter, die ausgewählt ist aus Kalkmilch, einer
Zusammensetzung auf der Basis von gebranntem oder gelöschtem Pulverkalk
und einer Zusammensetzung auf der Basis eines mineralischen Bindemittels
und insbesondere eines Bindemittels auf der Basis von Metakaolin
und Kalk. Bei einer Emulsion mit einem anionischen Charakter sollte
die chemische Natur der Brechzusammensetzung sauer sein. Die Brechzusammensetzung
wird beispielsweise auf die organische Grobphase aufgesprüht. Es sollte
jedoch keine zu stabile Emulsion verwendet werden, da dann die Gefahr
besteht, dass das Brechen trotz der Verwendung einer Brechzusammensetzung
erschwert wird.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird als
organisches Bindemittel ein Weichbitumen (rein oder in Form einer
Emulsion oder eines Schaums) mit einer Durchlässigkeit von gleich oder größer als
60/70 und vorzugsweise gleich oder größer als 70/100 verwendet, mit dem
Ziel, eine organische Grobphase zu erhalten, die bearbeitbar, kohäsionsfähig und
flexibel ist. Das Bitumen wird je nach den klimatischen Beschränkungen ausgewählt, d.h.
je kälter
das Klima, desto weicher, und umgekehrt.
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Es
ist zu bemerken, dass das Überziehen
von groben und/oder mittelgroben Körnern mit einem Bitumen den
Lehren der
FR 2 623 219 ,
der
EP 781 887 und der
US 5 582 639 entgegensteht,
die ein Überziehen von
groben Körnern
mit einer harten Bitumenemulsion empfehlen, um die Starrheit des
Asphaltsplitts zu erhöhen
und feine Körner
mit einer Weichbitumenemulsion zu assoziieren, um die Bearbeitbarkeit
des Materials zu bewahren. Diese Assoziation ist angesichts der
großen
spezifischen Fläche
der feinen Körner
unglücklich:
dadurch entsteht ein hoher Bindemittelverbrauch, ohne dass dem Material
mechanische Eigenschaften verliehen würden.
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In
der Erfindung ersetzt das mineralische Bindemittel vorteilhafterweise
das früher
in der Feinfraktion verwendete Weichbitumen. Das Ergebnis ergibt
zwei Hauptvorteile: einerseits erhebliche Einsparungen an organischem
Bindemittel und die Möglichkeit
der Erhöhung
des Prozentanteils an Elementen mit einer Größe unter 80 μm (diese
Elemente verleihen dem Endgut Kompaktheit, Wasserdichtigkeit, Haltbarkeit
usw.), da das organische Bindemittel mit einer Granulatfraktion
mit einer geringen spezifischen Fläche assoziiert und von der Feingranulatfraktion
nicht absorbiert wird; und andererseits die Möglichkeit der Verwendung eines
Weichbitumens für
die Grobgranulatfraktion, da die gebildete mineralische Feinphase
dem Material die gewünschte Starrheit
verleiht, indem es die Hohlräume
zwischen den groben und/oder mittelgroben Körnern mit besonders hartem
Mörtelagglomerat
füllt.
Die Verwendung eines solchen Bitumens, besonders in der Form einer
Emulsion, vereinfacht und erleichtert die Ausführung des Verfahrens und lässt es zu,
einen Bitumenerhitzungsschritt wegfallen zu lassen, ohne dass dies
eine Verringerung der Qualität
des Überzugs
und der mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Materials ergäbe. Die
Vorteile von Heißbeschichtungstechniken
werden im Rahmen eines erfindungsgemäßen Kaltprozesses beibehalten.
-
Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß enthält die Bitumenemulsion
50 bis 70%, vorzugsweise 65% Bitumen nach Gewicht der Emulsion.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird zum
Herstellen eines Straßenbaumaterials
für eine Deckschicht
als organisches Bindemittel ein teerhaltiges Bindemittel auf der
Basis von Bitumen in einer solchen Menge verwendet, dass das Bitumenrestgewicht
nach dem Mischen der organischen Grobphase und der mineralischen
Feinphase 1,5 bis 4,5% des Gesamtgewichts, vorzugsweise 2,5 bis
3,5% des Gesamtgewichts des Trockenzuschlags beträgt. Es ist
zu bemerken, dass der Begriff „Trockenzuschlag" Granulat mit Fein-
und Grobgranulatfraktionen und mineralischen Bindemittelkörnern bedeutet.
Der Erfinder schätzt,
dass diese Mengen zu einem geringen Bitumenüberschuss in der Deckschicht
führt und
einen vorzeitigen Verlust von Oberflächenkörnern von der genannten Schicht
verhütet
(der Bitumenüberschuss
imprägniert
dabei das Mörtelagglomerat
bis in eine bestimmte Tiefe von ihrer Oberfläche).
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Um
ein Straßenbaumaterial
für eine
Strukturschicht (Basis- oder Fundamentschicht) herzustellen, wird vorzugsweise
als organisches Bindemittel ein teerhaltiges Bindemittel auf Bitumenbasis
in einer solchen Menge verwendet, dass das Bitumenrestgewicht nach
dem Mischen der organischen Grobphase und der mineralischen Feinphase zwischen
0,5 und 2,5%, vorzugsweise zwischen 1 und 2% des Gesamtgewichts
des Trockenzuschlags beträgt.
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Diese
Werte sind weitaus niedriger als früher übliche Mengen. Sie erklären sich
a posteriori durch die Tatsache, dass gemäß der Erfindung im Endgemisch
das organische Bindemittel nur geringfügig in die Feinphase eindringt
und die verdichteten Massen (grobe und/oder mittelgrobe Körner und
Mörtelagglomerate)
mit einer geringen spezifischen Fläche im Wesentlichen beschichtet.
Es ist zu bemerken, dass es nicht nützlich ist, wenn das Material
zur Herstellung einer Strukturschicht verwendet werden soll, Mengen
von Bindemittel bereitzustellen, die zu einem erheblichen Restbitumenüberschuss
führen.
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Unter
Berücksichtigung
der erfindungsgemäß empfohlenen
relativ niedrigen Proportionen wird vorzugsweise ein Bitumen mit
hohem Benetzbarkeits- und Filmbildungskoeffizienten mit dem Ziel
verwendet, eine gute Beschichtung der Körner der Grobgranulatfraktion
zu erzielen. Wenn eine Bitumenemulsion verwendet wird, dann werden
die Wasser- und Emulgatorenanteile darin in Abhängigkeit von der Menge an nützlichem Wasser
für das
Endgemisch und gleichzeitig zum Erleichtern des Beschichtens der
Grobkörner
und des Brechens der Emulsion gewählt.
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Als
eine Variante oder in Kombination werden die Körner der Grobgranulatfraktion
vor dem Beschichten mit Wasser vorbenetzt. Dieser Vorgang kann mit
einer ersten Wäsche
(vor dem Beschichten) der Körner der
Grobgranulatfraktion ersetzt oder damit kombiniert werden mit dem
Ziel, in dieser Fraktion eventuell vorliegende feine Partikel (Staub)
zu beseitigen, um die Benetzbarkeit und Haftfähigkeit des Bitumens zu verbessern.
Die beseitigten feinen Partikel werden zurückgewonnen und durch Zurückführen des
Waschwassers in die genannte mineralische Feinphase in diese integriert.
Sie tragen zum Gesamtprozentanteil von Elementen unter 80 μm bei.
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Als
eine Variante oder in Kombination erfolgt die Beschichtung der Grobgranulatfraktion
mit dem organischen Bindemittel in mehreren Schritten: die groben
Körner
werden mit dem organischen Bindemittel so gemischt, dass eine Teilbeschichtung
der groben Körner
erhalten wird, dann werden die mittelgroben Körner zugegeben und alles wird
vermischt (bis die groben und mittelgroben Körner vollkommen beschichtet
sind).
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Die
Haftfähigkeit
von Bitumen auf den groben und/oder mittelgroben Körnern hängt von
der Viskosität des
Bitumens, seiner Affinität
für das
Granulat (je nach dessen Natur unterschiedlich), die durch Vorbenetzung erleichtert
wird, und von der Formulierung der Emulsion (Anwesenheit von Dotierungsmitteln)
bei deren Gebrauch ab.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß werden
die Körner
der Grobgranulatfraktion vor ihrem Überziehen mit einer mineralischen
Zusammensetzung, Lackzusammensetzung genannt, lackiert, die aus
Folgenden ausgewählt
wird: Kalkmilch, einer Zusammensetung auf der Basis von gebranntem
oder gelöschtem
Pulverkalk, einer Zusammensetzung auf der Basis eines mineralischen
Bindemittels und insbesondere eines Bindemittels auf der Basis von
Metakaolin und Kalk, oder mit einer mineralischen oder organischen
Lackzusammensetzung mit einer chemischen Natur (sauer oder basisch),
die sich von der des organischen Bindemittels unterscheidet. Die
Lackzusammensetzung wird in einer solchen Menge verwendet, dass
sie ein Gewicht der Trockenmasse zwischen 0,5 und 2% des Gesamtgewichts
des Trockenzuschlags ausmacht. Eine solche Lackierung trägt zum Brechen
der Bitumenemulsion beim Gebrauch bei. Darüber hinaus wird die Haftfähigkeit des
Restbitumens an dem Granulat und seine Alterungsbeständigkeit
erhöht
und seine Kohäsionsfähigkeit und
sofortige sowie längerfristige
Viskosität
bei extremen Temperaturen wird verbessert, wodurch die Beständigkeit
des Endgemischs gegenüber
Reißen,
Spurrinnenbildung und Ermüdung
und damit seine Haltbarkeit gefördert
werden. Dieser Vorgang kann mit einer Vorbenetzung der genannten
Körner
kombiniert werden. Der Begriff „Lackieren" bedeutet, dass die Lackierungszusammensetzung
mit den Körnern
gemischt wird, um deren Oberfläche
mit der Zusammensetzung zu benetzen und/oder um die Oberfläche der
Körner
mit einem Film der Zusammensetzung zu bedecken. Das Recyclieren
von überschüssiger Lackierungszusammensetzung
in der mineralischen Feinphase bewirkt vorteilhafterweise, dass
die genannte Zusammensetzung an der hydraulischen Erhärtung beteiligt
ist.
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In
einer Variante wird vorteilhafterweise und erfindungsgemäß fortschreitend
in der organischen Grobphase im Laufe der Bildung (kurz nach dem
Inkontaktbringen des Granulats und des organischen Bindemittels und
während
des Vermengens der organischen Phase vor dem Mischen der beiden
Phasen) eine mineralische Zusammensetzung, auch Lackierungszusammensetzung
genannt, zugegeben, die aus Kalkmilch, einer Zusammensetzung auf
der Basis von gebranntem oder gelöschtem Pulverkalk, einer Zusammensetzung
auf der Basis eines mineralischen Bindemittels wie z.B. einem Bindemittel
auf der Basis von Metakaolin und Kalk, ausgewählt wird, oder mit einer mineralischen
oder organischen Lackzusammensetzung chemischer Natur (sauer oder
basisch), die sich von der des organischen Bindemittels unterscheidet.
Dieses Betriebsverfahren ergibt neuartige Vorteile wie z.B. die Regulierung
des Brechens der Emulsion, eine bessere Benetzbarkeit, eine bessere
Bearbeitbarkeit durch eine Zunahme der Temperatur bei Verwendung
von gebranntem Kalk und Absorption von freiem Wasser aus der Zusammensetzung.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird als
mineralisches Bindemittel ein Bindemittel benutzt, das aus einem
Zement (Portlandzement, Portland-Verbundzement, Hochofenzement,
Schlacke- und Aschezement, Puzzolanzement usw.), einem Verbundstraßenbaubindemittel,
einem aktivierten Puzzolanbindemittel auf der Basis von Hochofenschlacke,
Hochofenschlackefeinstoffen, gebrannten Tonen, Puzzolanfeinstoffen, Silicoaluminium-
oder Schwefelcalciumflugasche oder einem Gemisch aus mehreren der
vorgenannten Verbindungen ausgewählt
ist.
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Ein
Gemisch auf der Basis von Metakaolin und Kalk (Puzzolanbindemittel)
wird aufgrund seiner hohen Härtungsleistung,
seiner langsamen Abbindung, die die Gefahr von Rissebildung begrenzt,
seinem hohen Aktivitätsindex,
seiner Schwermetallabsorptionsfähigkeit,
seiner Bearbeitbarkeit und seinem natürlichen Umweltcharakter bevorzugt.
Es wird besonders empfohlen, wenn eine Bitumenemulsion als organisches
Bindemittel verwendet wird, aufgrund seiner Affinität für Wasser
und somit seiner Fähigkeit,
das Wasser aus der Emulsion zu absorbieren. Es wird vorzugsweise
eine pulverförmige
Zusammensetzung verwendet, die 50 bis 70 Gew.-% Metakaolin und 30
bis 50 Gew.-% Kalk sowie verschiedene eventuelle Zusatzstoffe enthält. Eine solche
Zusammensetzung kann auch als Lackierungszusammensetzung dienen,
die vor oder während
dem Überziehen
mit der Grobgranulatfraktion vermischt wird. Der von der Lackierung
kommende Überschuss
wird als mineralisches Bindemittel der Feinphase zurückgeführt.
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Das
verwendete mineralische Bindemittel liegt vorzugsweise in Pulverform
vor, das für
das nachfolgende Abbinden notwendige Wasser kommt vom natürlichen
Wasser der Körner
und dem Fremdwasser sowie von der Emulsion (falls benutzt), dem
Wasser zum Waschen und/oder Vorbenetzen des Splitts (wenn ein solcher
Vorgang erfolgt) und von der Zusammensetzung zum Lackieren des Splitts
(wenn ein solcher Vorgang erfolgt). Das pulverförmige mineralische Bindemittel
wird unverändert
mit der Feingranulatfraktion und dem Fremdwasser gemischt. In einer
Variante wird das mineralische Bindemittel vor dem Mischen mit der
Feingranulatfraktion mit dem gesamten oder einem Teil des Fremdwasser(s)
gemischt.
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Die
Menge an zuzugebendem Fremdwasser wird so eingestellt, dass die
Gesamtmenge des verfügbaren
Wassers im Endgemisch (Fremdwasser und ggf. Wasser aus der Emulsion
und/oder Wasser zum Vorvernetzen und/oder Lackieren von Splitt)
hauptsächlich,
und vorzugsweise gänzlich,
durch die chemische Reaktion des mineralischen Bindemittels verbraucht
wird, um von Anfang an eine gute Festigkeit und eine sofortige Befahrbarkeit
zu erzielen. Eine Menge an Restwasser im Endgemisch der mineralischen
Fein- und organischen Grobphase, die 2 Gew.-% des genannten Gemischs
nicht überschreitet,
wird toleriert. Die Menge an verwendetem Fremdwasser variiert zwischen
2 und 8% des Gesamtgewichts des Trockenzuschlags.
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Die
Menge an mineralischem Bindemittel wird je nach der Bestimmung des
Materials so eingestellt, dass spezielle Eigenschaften für die gewünschte Schicht
erhalten werden, je nach ihrer Natur, der Straßenklasse, den klimatischen
Beschränkungen
usw. Sie soll andererseits jedoch ausreichen, um ein homogenes Gemisch
mit der Feingranulatfraktion zu erzielen, die feinen Körner (an entsprechenden
Stellen) in Agglomeratform zu stabilisieren, die durch das organische
Bindemittel mit groben und/oder mittelgroben Körnern gebunden werden, und
dem Endgut benötigte
Qualitäten
wie Starrheit, Kompaktheit, Tragfähigkeit und Beständigkeit
gegen Spurrinnenbildung und Kriechen zu verleihen. Sie soll andererseits
minimiert werden, um zu verhindern, dass ein zu starres Endgut erhalten
wird.
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Somit
wird vorteilhafterweise und erfindungsgemäß zum Herstellen eines Straßenbaumaterials
für eine
Deckschicht eine Menge an mineralischem Bindemittel zwischen 2 und
5%, vorzugsweise etwa 2,5 bis 4,5% des Gesamtgewichtes an Trockenzuschlag
verwendet. Die angegebenen Werte beziehen sich auf die anfängliche
Trockenform (pulverförmig)
des mineralischen Bindemittels, unabhängig davon, ob dieses der Feingranulatfraktion
in Pulverform oder im Gemisch mit dem Fremdwasser zugegeben wird.
Um ein Straßenbaumaterial
für eine
Struktur- (Basis- oder Fundament-) Schicht zu erzeugen, wird vorzugsweise
eine Menge an mineralischem Bindemittel zwischen 2 und 8%, insbesondere
von etwa 3 bis 5% des Gesamtgewichts an Trockenzuschlag zugegeben.
Diese Werte sind geringer als früher übliche Proportionen.
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Das
Abbinden des mineralischen Bindemittels ist exotherm und trägt zur Bearbeitbarkeit
und Haftungsfähigkeit
der Phasen sowie zum geringen Eindringen von Bitumenüberschuss
in die Feinphase (durch Aufweichen derselben) bei, wenn ein überschüssiger Bitumenanteil
vorgesehen wird (insbesondere für
eine Deckschicht).
-
Es
ist zu bemerken, dass, wenn das Material nicht gelagert werden soll,
sondern im Hinblick darauf produziert wird, dass es sofort oder
innerhalb einer kurzen Zeit verstreut wird, bei Bedarf ein Zuschlag
zum Beschleunigen des Abbindens verwendet werden kann, um seine
Festigkeit von Anfang an sowie seine sofortige Befahrbarkeit zu
verbessern, die Bildung und Stabilität von gehärteten Mörtelagglomeraten zu fördern und jedes
unerwünschte
Wandern von Bitumen oder einem anderen organischen Bindemittel in
die mineralische Feinphase zu verhindern (falls es nicht ausreichend
an den groben Körnern
haftet).
-
Die
jeweiligen Prozentanteile jedes der beiden Bindemittel variieren
je nach dem Bestimmungszweck des Materials. So ist die Menge an
organischem Bindemittel einer Deckschicht vorteilhafterweise größer als die
einer Strukturschicht. In der Tat wird mehr organisches Bindemittel
benötigt,
um den Anforderungen an Flexibilität, Verformbarkeit, Komfort,
Wasserdichtheit, Ablösungsbeständigkeit
und Verlust von Oberflächenkörnern für die Deckschicht
zu genügen,
als in der Strukturschicht nötig
ist, damit das Starrheitsmodul auf einen geeigneten Wert reduziert
werden kann und um die Reißgefahr
zu überwinden.
Im Gegensatz dazu ist die Menge an mineralischem Bindemittel einer
Strukturschicht vorteilhafterweise größer als die einer Deckschicht, um
der Strukturschicht Tragfähigkeit
und Verformungsbeständigkeit
zu verleihen. Ferner reichen geringe Mengen aus, um der Deckschicht
Kohäsionsfähigkeit
und Beständigkeit
gegen Spurrinnenbildung und Kriechen zu verleihen.
-
Daher
gilt, je weiter entfernt von der Oberfläche einer erfindungsgemäßen Straße, desto
geringer der Prozentanteil des organischen Bindemittels und desto
höher der
Prozentanteil an mineralischem Bindemittel. Der Gesamtanteil der
beiden Bindemittel am Gesamtgewicht des Trockenzuschlags bleibt
jedoch gemäß der Erfindung
im Wesentlichen an allen Stellen der Straße gleich, das heißt, er bleibt
für ein
Material für
die Deckschicht derselbe wie für
ein Material für
die Strukturschicht.
-
Es
ist zu bemerken, dass in allen früheren Prozessen hydraulische
Bindemittel als mehr oder weniger versteifende „Füllstoffe" verwendet werden (feine Körner, die
zum Füllen
von mikroskopischen Löchern
im Material dienen). In der Erfindung tragen die Feingranulatphase
und das mineralische Bindemittel durch Füllen der mikroskopischen Hohlräume (und
evtl. mikroskopischen Hohlräume)
zwischen den Splittkörnern
zum Mineralgerüst
bei. Die Fein- und Grobgranulatfraktionen werden kalibriert und
so dosiert, dass in dem Endgemisch wenigstens eine Fläche der
Splittkörner
in Kontakt ist und die gehärteten
Mörtelagglomerate
die Hohlräume
zwischen den Splittkörnern
so genau wie möglich
ausfüllen,
ohne sie zu trennen. Daher wird der kleinstmögliche Prozentanteil der Feingranulatfraktion
(und des anorganischen Bindemittels usw.) benutzt. Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß macht
die benutzte Grobgranulatfraktion 55 bis 70% des Gesamtgewichts der
Fein- und Grobgranulatfraktionen aus.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß umfassen
die Feingranulatfraktion und das mineralische Bindemittel zusammen
zwischen 6 und 15%, vorzugsweise zwischen 8 und 12% von Elementen
mit einer Größe von weniger
als 80 μm
des Gesamtgewichts an Trockenzuschlag, um die Kompaktheit des erhaltenen
Materials zu erhöhen.
Mit diesen Prozentanteilen, die höher sind als die früher empfohlenen,
kann eine besonders dichte mineralische Phase erhalten werden, die
die Hohlräume
in der organischen Grobphase leichter ausfüllen.
-
Die
Erfindung erstreckt sich auf beschichtetes Straßenbaugranulat, das mit einem
erfindungsgemäßen Verfahren
erhalten wird, sowie auf Struktur- und Deckschichten sowie auf Straßen, die
von solchen Materialien gebaut werden.
-
Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten
Straßenbaugranulats, das
in Kombination oder teilweise durch die oben und nachfolgend erwähnten Merkmale
gekennzeichnet ist.
-
Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Lektüre der folgenden
Ausführungsbeispiele
hervor, die nicht als begrenzend anzusehen sind.
-
1. Beispiel
-
Es
wird ein erfindungsgemäßes beschichtetes
Straßenbaugranulat
für eine
Strukturschicht hergestellt, das Folgendes umfasst:
-
Die
theoretische Korngrößenverteilung
des M1 Trockenzuschlags (Fein- und Grobgranulatfraktion und Puzzolan-Bindemittel)
wird unten indikativ angegeben:
-
Es
ist zu bemerken, dass sich der Prozentanteil an Elementen mit einer
Größe unter
80 μm (der
das mineralische Bindemittel beinhaltet) im unteren Bereich von
dem befindet, was erfindungsgemäß vorgegeben ist
(zwischen 6 und 15%). Trotzdem hat sich die Kompaktheit des erhaltenen
M1-Materials als sehr geeignet erwiesen (siehe die nachfolgenden
Vor-Ort-Testergebnisse). Ein höherer
Prozentanteil an Elementen unter 80 μm sollte es ermöglichen,
die Kompaktheit des Materials noch weiter zu verbessern und dadurch
seine Spurrinnenbildungsfestigkeit, seine Wasserdichtigkeit und
seine Haltbarkeit usw. zu verbessern. Zu diesem Zweck könnte der
in der Formulierung für
M1 vorgegebene 0/2,5 R Rundsand durch einen 0/2 F Füllstoffsand
ohne merklichen Einfluss auf die Bearbeitbarkeit der mineralischen
Feinphase und des Endgutes ersetzt werden.
-
Das
Material, Referenz M1, wurde mit dem folgenden Verfahren hergestellt:
die 2/14 Grobgranulatfraktion und die Bitumenemulsion wurden in
einem gewöhnlichen
Mixer gemischt, während
bei Bedarf ein geringer Anteil an Fremdwasser zugegeben wurde. Gleichzeitig
oder nacheinander wurden die 0/2 Feingranulatfraktion (0/2 F Sand
und 0/2,5 R Sand) und das Gemisch aus Metakaolin und Kalk in einem
gewöhnlichen
Blender- oder Mixertyp gemischt. Nach dem Erhalt eines homogenen
Gemischs zwischen der Grobgranulatfraktion und der Bitumenemulsion
(d.h. nach einer etwa einminütigen
Mischzeit) wurden die beiden zuvor erhaltenen Phasen wieder mit
dem restlichen Fremdwasser vermischt. Zu diesem Zweck wurden die
feine mineralische Phase und das Fremdwasser in den ersten Mixer
gegeben, der die organische Grobphase enthielt (erster Betriebsmodus),
oder das Fremdwasser und die organische Grobphase wurden in den
zweiten Mixer gegeben, der die mineralische Feinphase enthielt (zweiter
Betriebsmodus), oder die beiden Phasen und das Fremdwasser wurden
gleichzeitig in einen dritten Mixer gegeben (dritte Betriebsart).
Das M1-Material in dem Beispiel wurde gemäß der ersten Betriebsart hergestellt.
Es ist zu bemerken, dass die organische Grobphase und die mineralische
Feinphase nacheinander in demselben Mixer hergestellt werden könnten (wobei
die zuerst hergestellte Phase während
der Herstellung der zweiten Phase vorübergehend gelagert wird), in
dem auch das endgültige Mischen
erfolgt.
-
Es
ist zu bemerken, dass das endgültige
Mischen zwischen den beiden Phasen vorzugsweise nach dem vollständigen Brechen
der Bitumenemulsion erfolgt. Im vorliegenden Beispiel war die verwendete
Emulsion eine mittelschnell brechende Emulsion und das Brechen war
noch nicht ganz abgeschlossen, als die beiden Phasen vermischt wurden,
so dass ein Teil des Bitumens beim endgültigen Mischen noch nicht am
Splitt abgebunden war. Der Erfinder hat dieses Phänomen jedoch
dadurch berücksichtigt,
dass er eine relativ große Bitumenemulsionsmenge
vorsah (2,6% des Restbitumens). Durch die Verwendung einer schnell
brechenden Emulsion sollte sich diese Menge leicht auf 1,5 oder
2% reduzieren lassen.
-
Labortest Nr. 1 am Material
von Beispiel 1:
-
Auf
der Basis des M1-Materials wurden Proben von 16 cm Durchmesser und
16 cm Höhe
(∅16h16) hergestellt, die nach 28 Tagen mit dem Verfahren
gemäß der Norm
NF P 98-232-3 „Diametraler
Kompressionstest an mit hydraulischen und Puzzolan-Bindemitteln
behandelten Materialien" zerkleinert
wurden.
-
Die
indirekte Zugfestigkeit Rtb (die der diametralen
Kompressionsfestigkeit des Materials entspricht) und das Elastizitätsmodul
Etb (auch Starrheitsmodul genannt, entspricht
dem Sekans-Modul bei 30% der diametralen Kompressionsfestigkeit
des Materials) dieser Proben wurden gemessen und gemäß derselben
Norm berechnet. Die Ergebnisse lauten wie folgt:
Rtb =
0,27 MPa
Etb = 7223 MPa
-
Das
erfindungsgemäße M1-Material
hat vorteilhafterweise ein Elastizitätsmodul Etb unter
dem von bekannten zementverfestigten Kiessandmischungen, die gewöhnlich für Strukturschichten
verwendet werden (das zwischen 20.000 und 40.000 variiert). Daher
sind die Reiß- und Frakturgefahren
geringer als bei diesen früheren
Materialien.
-
Es
ist zu bemerken, dass die Norm NF P 98-232-3, die sich nur auf hydraulische
Materialien bezieht, mangels einer speziellen Norm, die die mechanische
Leistung eines solchen Materials definiert, auf das erfindungsgemäße Mischgut übertragen
wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind daher mit Vorsicht zu analysieren. Aus
diesem Grund wurde ihre Interpretation dadurch überprüft, dass ein Experimentort
aufgebaut und Änderungen
an diesem Ort beobachtet wurden.
-
2. Beispiel:
-
Es
wurde ein erfindungsgemäßes beschichtetes
Straßenbaugranulat
für eine
Deckschicht hergestellt, das Folgendes umfasst:
-
Die
theoretische Korngrößenverteilung
des M2 Trockenzuschlags (Fein- und Grobgranulatfraktion und Puzzolan-Bindemittel)
wird nachfolgend indikativ angegeben:
-
Wie
zuvor für
M1 erläutert,
befindet sich der Prozentanteil in M2 von Elementen mit einer Größe unter 80 μm (der das
mineralische Bindemittel beinhaltet) im unteren Bereich von dem,
was erfindungsgemäß vorgegeben
ist. Trotzdem hat sich die Kompaktheit des erhaltenen M2-Materials als sehr
geeignet erwiesen (siehe die nachfolgend gemeldeten Ortstestergebnisse).
Ein höherer
Prozentanteil von Elementen unter 80 μm sollte es ermöglichen,
die Kompaktheit des Materials und dabei seine Spurrinnenbildungsfestigkeit,
seine Wasserdichtigkeit und seine Haltbarkeit usw. noch weiter zu
verbessern.
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Das
Material, Referenz M2, wurde mit dem folgenden Verfahren hergestellt:
die 2/10 Grobgranulatfraktion und die Bitumenemulsion wurden in
einem üblichen
Mixertyp gemischt. Gleichzeitig oder nacheinander wurden die 0/2
Feingranulatfraktion (0/2 F Sand und 0/2,5 R Sand) und das Gemisch
aus Metakaolin und Kalk in einem normalen Mixer- oder Blendertyp gemischt. Nach dem
Erhalt eines homogenen Gemischs zwischen der Grobgranulatfraktion
und der Bitumenemulsion (d.h. nach einer etwa einminütigen Mischzeit)
wurden die beiden zuvor erhaltenen Phasen mit dem Fremdwasser gemäß den in
Beispiel 1 beschriebenen Betriebsarten gemischt.
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Das
endgültige
Mischen zwischen den beiden Phasen erfolgt vorzugsweise nach dem
Brechen der Bitumenemulsion. Im vorliegenden Beispiel war die Emulsion
eine mittelschnell brechende Emulsion und das Brechen war noch nicht
völlig
abgeschlossen, als die beiden Phasen gemischt wurden. Der empfohlene
Bitumenemulsionsanteil (3,9% des Restbitumens) könnte durch Verwenden einer
schnell brechenden Emulsion leicht auf 2,5 oder 3% reduziert werden.
-
Labortest Nr. 2 am Material
von Beispiel 2:
-
Der
Wassergehalt und das prozentuale Hohlraumvolumen des M2-Materials,
für eine
bestimmte Temperatur und Kompaktheit, wurden gemäß der Norm NF P 98-251-4 „Duriez-Test an Kaltbitumenmischungen mit
Bitumenemulsion" ermittelt.
-
Der
Duriez-Test ermöglicht
es, das Verhalten des Materials bei einem Angriff von Wasser zu
illustrieren, so dass die Haftfähigkeit
des Bitumens und die Ablösebeständigkeit
des Materials geschätzt
werden können.
-
Auf
der Basis des M2-Materials wurden Proben mit 80 mm Durchmesser durch
statische Doppelwirkungsverdichtung hergestellt. Man ermittelte
die Schüttdichte
SD der genannten Proben durch hydrostatisches Wiegen, den Prozentanteil
an Hohlräumen
des Materials, die einfache Kompressionsfestigkeit R von Proben nach
dem Halten in Luft für
14 Tage bei 18°C
und 50% relativer Feuchte und die einfache Kompressionsfestigkeit
r von Proben nach dem Halten in Luft für 7 Tage bei 18°C und 50%
relativer Feuchte und anschließendem
Eintauchen in Wasser für
zusätzliche
7 Tage ebenfalls bei 18°C,
wobei die Wasserbeständigkeit
des Materials durch das Verhältnis
r/R ausgedrückt
wurde. Die Ergebnisse lauten wie folgt:
r = 4,77 MPa
R
= 5,66 MPa
r/R = 0, 84
SD = 2258 g/cm3
%Hohlräume = 10,8
-
Die
einfache Kompressionsfestigkeit und die Wasserbeständigkeit
des M2-Materials waren völlig
zufriedenstellend und ermöglichten
eine gute Vorhersage des Materialverhaltens über die Zeit (Kohäsion, geringer
Verschleiß,
usw.).
-
Aufbau eines Orts mit
den Materialien der Beispiele 1 und 2 und aufeinander folgende Tests:
-
Eine
von schweren Lkws befahrene Zufahrtsstraße zu einer Mülldeponie
wurde wie folgt konstruiert:
- – eine Dicke
von 5 cm von 0/20 Granulat wurde auf das Substrat gestreut, um eventuelle
Unebenheiten auszugleichen,
- – es
wurde keine Fundament- oder Basisschicht erzeugt,
- – daneben
wurden Deckschichten von 9 bis 10 cm Dicke konstruiert (direkt auf
dem Substrat oder genauer auf der dieses bedeckenden Körnerschicht),
und zwar wie folgt:
- • M1-Material
gemäß der Erfindung
(Material für
eine Strukturschicht) auf ein erstes Drittel der Länge der eine
Sektion S definierenden Straße,
- • M2-Material
gemäß der Erfindung
(Material für
eine Deckschicht) auf ein zweites Drittel der Länge der eine Sektion P definierenden
Straße,
- • Material
A2 über
das dritte Drittel der eine Sektion Q definierenden Länge der
Straße.
Das genannte A2-Material
besaß eine ähnliche
Formel wie die von M2 (mit Ausnahme des Anteils an Bitumenemulsion), wurde
aber mit einem früheren
Verfahren hergestellt. Das A2-Material
wurde tatsächlich
dadurch hergestellt, dass alle seine Bestandteile in einem normalen
Mixer in einem einzigen Schritt gleichzeitig gemischt wurden.
-
Die
Formel des A2-Materials ist nachfolgend angegeben.
-
-
-
Es
ist zu bemerken, dass die zum Erzeugen von A2 verwendeten Körner dieselbe
Herkunft, Natur und Korngrößenverteilung
wie die zum Erzeugen von M2 hatten. Ebenso war das mineralische
Bindemittel für
A2 mit dem mineralischen Bindemittel von M2 identisch und wurde
in denselben Anteilen eingesetzt (bezogen auf das Gesamtgewicht
des Trockenzuschlags). Die Bitumenemulsion für A2 war auch die von M2, sie
wurde aber in einem weitaus größeren Anteil
in A2 zugegeben, um ihre teilweise „Absorption" durch den Sand und
das mineralische Bindemittel beim Mischen auszugleichen.
-
Es
ist ebenfalls zu bemerken, dass die Straße unter extremen Bedingungen
gebaut wurde: ungünstiges
Wetter (schwerer Regen), gestautes Wasser, Wasserpfützen an
den Böschungen,
mittelmäßige Tragfähigkeit
des Substrats und sofortiger schwerer Verkehr. Darüber hinaus
wurde sie besonders schweren Gebrauchsbedingungen ausgesetzt: ständiger schwerer
Verkehr (2384 Fahrzeuge – 8097
Achsen – pro
Monat in beiden Richtungen, 73.000 Tonnen in Eingangsrichtung, 30.000
Tonnen in Ausgangsrichtung) und starke Verschmutzung der Deckschicht
(Schlamm auf den Lkw-Rädern). Schließlich waren
alle Deckschichten umso verwundbarer, da sie weder von einer Fundamentschicht
noch von einer Basisschicht oder von Seitenstreifen geschützt wurden.
-
Von
visuellen Beobachtungen an der Straße zwei und drei Wochen nach
ihrem Bau trat Folgendes zu Tage:
- – nach 14
Tagen wurden an den Sektionen S und P Kernproben genommen,
- – Kernproben
an Sektion Q konnten erst am Ende der dritten Woche genommen werden,
- – die
Sektionen S und P gemäß der Erfindung
verhielten sich unter Verkehr gut,
- – Sektion
Q hatte Spurrinnen in der Zufahrtsrichtung der Lkws,
- – Sektionen
S und P hatten eine gute Textur und boten einen günstigen
Eindruck in Bezug auf den Verlust von Oberflächenkörnern,
- – Sektion
Q erfuhr einen Splittverlust in der Region der Reifenlaufflächen.
-
Um
diese Anfangseindrücke
zu bestätigen,
wurden Kernproben an jeder Sektion genommen und dann 3 Monate lang
gealtert, um einerseits die Kompaktheit und andererseits die mechanischen
Eigenschaften gemäß Norm NF
P 98-232-3 (siehe Test Nr. 1 oben) zu ermitteln. Die Ergebnisse
lauten wie folgt:
Sektion S (Material M1 gemäß der Erfindung
für die
Strukturschicht):
RD = 2548 g/cm3 (Reindichte)
SD
= 2343 g/cm3 (Schüttdichte)
Kompaktheit
= 91,9% (d.h. 8,1% Hohlräume)
Rtb = 1, 05 MPa
Etb =
6725 MPa
Sektion P (Material M2 gemäß der Erfindung für die Deckschicht):
RD
= 2502 g/cm3
SD = 2279 g/cm3
Kompaktheit = 91,1 (d.h. 8,9% Hohlräume)
Rtb = 0, 67 MPa
Etb =
3821 MPa
Sektion Q (Material A2 gemäß einem früheren Verfahren für die Deckschicht):
RD
= 2449 g/cm3
SD = 2249 g/cm3
Kompaktheit = 91,8% (d.h. 8,2% Hohlräume)
Rtb = 0, 40 MPa
Etb =
3826 MPa
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Die
Kompaktheit der Materialien M1, M2 und A2 war vollkommen zufriedenstellend.
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Die
Ergebnisse in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften (Rtb und Etb) der Materialien
sind mit Vorsicht zu interpretieren, unter Berücksichtigung der Tatsache,
dass durchgeführte
standardisierte diametrale Kompressionstests nicht auf kaltbeschichtete
Bitumen-Asphaltsplitts
anwendbar sind (sie betreffen hydraulische Materialien) und normalerweise
nicht an Proben durchgeführt
werden, die im Labor (gemäß Norm NF
P 98-230-1 oder NF P 98-230-2) und nicht an vor Ort genommenen Kernproben
durchgeführt
werden.
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Man
hat jedoch gefunden, dass Sektion S gemäß der Erfindung einerseits
eine indirekte Zugfestigkeit hatte, die der von bekannten zementverfestigten
Kiessandmischungen ähnlich
war, und andererseits einen Elastizitätsmodus unter dem von bekannten
zementverfestigten Kiessandmischungen hatte (gewöhnlich zwischen 20.000 und
30.000 MPa). Diese mechanischen Leistungen zeigen ein Material,
das nicht nur eine geeignete Tragfähigkeit beibehält, sondern
darüber
hinaus auch frei von bedeutenden Mängeln früherer Materialien in Verbindung
mit ihrem zu hohen Elastizitätsmodul
ist: erhebliche Probleme mit Reißen, mangelndem Komfort und
mangelnder Flachheit, die die Verwendung von kostspieligen Maßnahmen
wie Verstärkungen, Expansionsfugen
usw. erforderten.
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Ferner
wurde gefunden, dass Sektion P gemäß der Erfindung eine gute indirekte
Zugfestigkeit und ein niedriges, aber ausreichendes Elastizitätsmodul
vereinigten, so dass die erhaltene Deckschicht gleichzeitig flexibel
und beständig
gegen Spurrinnenbildung war.
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Im
Gegensatz dazu hatte Sektion Q, deren Verformbarkeit korrekt war
(geeignetes Elastizitätsmodul) eine
zu geringe Zugfestigkeit. Ferner wurde gefunden, dass die Elastizitätsmodule
der Materialien M1 und A2 von derselben Größenordnung waren, während Material
A2 einen weitaus höheren
Prozentanteil an Restbitumen enthielt. Mit anderen Worten, es wurden
für Sektion
P mit weniger Bitumen eine identische Flexibilität und eine höhere Spurrinnenbildungsfestigkeit
als für
Sektion Q erhalten. Dieses Ergebnis neigt dazu, den vom Erfinder
aufgestellten Grundsatz zu bestätigen,
gemäß dem ein
Teil des Bitumens des Materials A2 (Sektion Q) durch die Feinfraktion
und das mineralische Bindemittel ungünstigerweise absorbiert wird
und für
die mechanischen und Flexibilitätseigenschaften
des Materials nicht nützlich
war.
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Diese
Ergebnisse kommen an die oben berichteten und die nachfolgenden
Tests in Bezug auf Spurrinnenbildung und die Makrotextur von Deckschichten
heran, die die vorhergehenden Schlussfolgerungen bestätigen.
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Spurrinnenmessungen
wurden an den Sektionen S, P und Q vorgenommen, die über 3 Monate
gealtert wurden, in stark beanspruchten Zonen (von Fahrzeugrädern befahrene
Streifen). Diese Messungen zeigten die Absacktiefe, Spurrinnentiefe
genannt, der Straße
unter einer 1 Meter langen Messlatte.
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Die
Spurrinnentiefe von Sektion S (erfindungsgemäße Strukturschicht) variierte
zwischen 4 und 10 mm und lag durchschnittlich bei 6 mm auf der Zufahrtsspur
zur Mülldeponie
und 4,6 mm auf der Abfahrtsspur von der Mülldeponie.
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Die
Spurrinnentiefe von Sektion P (Deckschicht gemäß der Erfindung) variierte
zwischen 2 und 5 mm und betrug durchschnittlich 3,2 mm in der Zufahrtsspur
und 2,6 mm in der Abfahrtsspur.
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Die
Spurrinnentiefe von Sektion Q variierte zwischen 10 und 15 mm und
betrug durchschnittlich 12,5 mm.
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Die
erfindungsgemäßen Materialien
M1 und M2 (und insbesondere Material M2) zeigten somit eine sehr
gute Spurrinnenbildungsfestigkeit, die offensichtlich besser war
als die des mit einem früheren
Verfahren hergestellten Materials A2. Die erfindungsgemäßen Materialien
konnten sofort intensiv mit schweren Lkws befahren werden.
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Es
wurden auch Studien durchgeführt,
um die Oberflächenmakrotextur
der Sektionen S, P und Q nach einer viermonatigen Alterung zu ermitteln.
Zu diesem Zweck wurde die Sandtiefeprüfung (HSv) gemäß der Norm
NF P 98-216-1 an mehreren Stellen der genannten Sektionen durchgeführt.
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Das
mittlere Sandtiefeprüfungsergebnis
für Sektion
S gemäß der Erfindung
betrug 0,74 (0,73 auf der Zufahrtsspur und 0,75 auf der Abfahrtsspur).
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Das
mittlere Sandtiefeprüfungsergebnis
für Sektion
P gemäß der Erfindung
betrug 0,61 (0,60 auf der Zufahrtsspur und 0,62 auf der Abfahrtsspur).
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Das
mittlere Sandtiefeprüfungsergebnis
für Sektion
Q betrug 0,98 auf der Zufahrtsspur und 0,77 auf der Abfahrtsspur.
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Die
Norm NF P 98-216-1 legt zwar keinen empfohlenen Wertebereich für HSv fest,
aber es heißt üblicherweise, eine
geeignete Straßenmakrotextur
solle zu einem Sandtiefeprüfungsergebnis
zwischen 0,6 und 0,75 führen.
Die Sektionen S und P gemäß der Erfindung
(und insbesondere Sektion P) haben daher eine geeignete Makrotextur.
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Andererseits
ist ein HSv-Ergebnis über
0,75, wie bei Sektion Q, ein Anzeichen für Unordnung, Herausreißen und
Verlust von Oberflächenkörnern der
Deckschicht aufgrund einer zu offenen Struktur des Materials.
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Die
erfindungsgemäßen Materialien
haben somit eine erhöhte
Beständigkeit
gegenüber
Ablösen
von Oberflächenkörnern im
Vergleich zu früheren
Materialien, was visuell festgestellt werden konnte.
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Alle
Tests ergaben, dass der Erfinder empirische Mittel zum Schätzen der
Qualität
eines erfindungsgemäßen Materials
definieren konnte, wenn es kaltbeschichtet war, deren Benutzung
auf alle Mischmaterialien generell angewendet werden konnte. Somit
schätzt
der Erfinder, dass Messungen des Elastizitätsmoduls und ggf. der indirekten
Zugfestigkeit zuverlässige
Indikatoren für
die Beurteilung von Kriterien über
die Starrheit (Tragfähigkeit,
Beständigkeit
gegen Spurrinnenbildung usw.) darstellen könnten, während Messungen der einfachen
Kompressionsfestigkeit legitim zum Schätzen der Kohäsion der
Materialien und ihrer Fähigkeit
zur sofortigen Befahrbarkeit verwendet werden könnten.
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Der
Erfinder hat einerseits festgestellt, dass ein erfindungsgemäßes Material
mit einem Elastizitätsmodul
zwischen 6500 und 12.000 MPa und einer indirekten Zugfestigkeit
zwischen 0,8 und 1,2 MPa für
Strukturschichten besonders geeignet ist, und andererseits, dass
die Kombination, für
ein erfindungsgemäßes Material,
aus einem Elastizitätsmodul
zwischen 3000 und 6000 MPa und einer indirekten Zugfestigkeit zwischen
0,5 und 1 MPa und einer einfachen Kompressionsfestigkeit R zwischen
5 und 8 MPa ein Material qualifiziert, das besonders für Deckschichten
geeignet ist. Diese Wertebereiche erstrecken sich über alle
Straßenklassen.
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Es
versteht sich von selbst, dass zahlreiche Varianten in Bezug auf
die oben beschriebenen Beispiele für die in den Ansprüchen beschriebene
Erfindung möglich
sind.