DE4017377A1 - Road-topping mixt. useful as wearing course - contains known hydrocarbon-concrete mixt. and acrylonitrile fibres pref. kidney-shaped fibres - Google Patents
Road-topping mixt. useful as wearing course - contains known hydrocarbon-concrete mixt. and acrylonitrile fibres pref. kidney-shaped fibresInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gemisch, das als ein verbesserter Straßenbelag bestimmt ist, der eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen das Eindringen in die abschließende Decke und/oder die Grunddecke aufweist, insbesondere ein Straßenbelag aus Hydrokarbon-Beton. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung dieses Straßenbelags.The present invention relates to a mixture, which is intended as an improved road surface, the Increased resistance to penetration has the final ceiling and / or the ground cover, especially a road surface made of hydro-carbon concrete. The The invention also relates to a process for the preparation this road surface.
Im Dokument US-A-37 28 211 ist bereits die Verwendung von synthetischen oder mineralischen Fasern, wie Glasfasern oder Nylonfasern, in Asphalt beschrieben.In the document US-A-37 28 211 is already the use of synthetic or mineral fibers, such as glass fibers or nylon fibers, described in asphalt.
Aus dem Dokument US-A-43 60 483 ist die Verwendung von oberflächenbehandelten Glasfasern in Bitumengemischen bekannt, um diese zu verstärken.From the document US-A-43 60 483 is the use of surface-treated glass fibers in bituminous mixtures known to reinforce these.
Das Dokument EP-A-00 58 290 bezieht sich auf ein Asphaltgemisch, das Mineralfasern enthält.The document EP-A-00 58 290 refers to Asphalt mixture containing mineral fibers.
Das Dokument EP-A-00 18 491 beschreibt eine Bewehrung für bituminöse Beläge, die aus Fasern und Fäden aus Polypropylenfasern besteht. Man hat aber festgestellt, daß die Polypropylenfasern kein für die Temperaturen geeignetes Verhalten bewirken, die bei der Verwendung von Bitumengemischen auftreten, insbesondere Temperaturen über 160°C.The document EP-A-00 18 491 describes a reinforcement for bituminous coverings consisting of fibers and filaments Polypropylene fibers exists. But it has been found that the polypropylene fibers are not for the temperatures cause appropriate behavior when using Bitumen mixtures occur, especially temperatures above 160 ° C.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein für einen Straßenbelag bestimmtes Gemisch zu schaffen, bei dem eine erhöhte Energie für die Bruchbildung erforderlich ist.The object of the present invention is a to create a mixture intended for a road surface which requires increased energy for fracture is.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein als Straßenbelag bestimmtes Gemisch zu schaffen, bei dem die Kohäsion des Hydrokarbon- Bindemittels erhöht ist, und insbesondere ein Gemisch der oben genannten Art, das einen erhöhten Widerstand gegen die Verformung durch Kriechen oder Eindringen aufweist.Another object of the present invention is in it, a mixture intended as a road surface where the cohesion of the hydrocarbon Binder is increased, and in particular a mixture of above type, which increased resistance to the deformation by creeping or penetration has.
Die Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch ein Gemisch gelöst, das einen an sich bekannten Hydrokarbon- Beton und Acrylnitril-Fasern enthält, vorzugsweise in Nierenform.The objects of the present invention are achieved by a Dissolved mixture, the one known per se hydrocarbon Contains concrete and acrylonitrile fibers, preferably in Kidney shape.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist unter "Hydrokarbon-Beton" jede Mischung eines Hydrokarbon- Bindemittels mit mineralischen Zuschlagstoffen zu verstehen, wie Kies, Splitt, Sand, Füllstoff usw. Unter "Hydrokarbon-Bindemittel" ist jedes Bindemittel auf der Grundlage von Bitumen, Teer oder einer Mischung davon sowie durch die Zugabe von Polymeren und/oder Ölen jeglicher Art modifiziertes Bindemittel zu verstehen.In connection with the present invention is under "Hydrocarbon concrete" means any mixture of a hydrocarbon Binders with mineral additives to understand, such as gravel, grit, sand, filler, etc. Under "Hydrocarbon binder" is any binder on the Base of bitumen, tar or a mixture thereof as well as by the addition of polymers and / or oils to understand any kind of modified binder.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Acrylnitril-Fasern im wesentlichen eine Länge zwischen 2 und 20 mm auf. According to a particularly preferred embodiment the acrylonitrile fibers are essentially one length between 2 and 20 mm.
Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens enthält das Gemisch diese Acrylnitril-Fasern mit einem Anteil von 0,1 bis 1%. Tatsächlich liefert ein Gehalt von weniger als 0,1% kein wirtschaftlich interessantes Ergebnis, und bei Gehalten über 1% treten Schwierigkeiten bei der Mischung auf, ohne daß man ein wesentlich verbessertes Ergebnis erhält.According to one embodiment of the inventive concept contains the mixture of these acrylonitrile fibers in a proportion of 0.1 to 1%. Actually, a content provides less than 0.1% is not an economically interesting result, and at levels above 1% difficulties in the Mixture without a much improved Result receives.
Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Straßenbelags, wobei man einen an sich bekannten Hydrokarbon-Beton warm mit Acrylnitril-Fasern mischt. Man bringt die so erhaltene Mischung auf den zu bedeckenden Träger auf und führt eine Verdichtung in herkömmlicher Weise durch.In addition, the present invention relates to a Method for producing a road surface, wherein one a known Hydrocarbon concrete warm with Acrylonitrile fibers mixed. You bring the thus obtained Mix on the carrier to be covered and carry one Compression in a conventional manner.
Die Kohäsion des so erhaltenen Straßenbelags auf dem zu bedeckenden Träger hängt im wesentlichen von drei Parametern ab:The cohesion of the resulting road surface on the too Covering vehicle depends essentially on three Parameters from:
- 1. den inter- und intramolekulären Kräften, eine dem Material innewohnende Eigenschaft;1. the inter- and intramolecular forces, a the Material inherent property;
-
2. den Adhäsionskräften; die Adhäsion wird beeinflußt:
- - durch die chemische Eigenschaft der einander berührenden Körper;
- - durch die Vorbehandlung der Oberflächen der in Berührung stehenden Körper: die Erfindung erstreckt sich auf jeden Zusatz zum Hydrokarbon-Bindemittel, der die Verbesserung der Bindung zum Ziel hat.
- - by the chemical property of the bodies touching each other;
- by the pretreatment of the surfaces of the bodies in contact: the invention extends to any addition to the hydrocarbon binder which aims at improving the bond.
Die Kohäsion wird um so größer sein wenn:The cohesion will be greater if:
- - die Umhüllung der Fasern durch das Bitumen groß ist;the wrapping of the fibers through the bitumen is large;
- - die Oberflächenausdehnung der Fasern groß ist.- The surface area of the fibers is large.
Dies bedeutet, daß für ein vorgegebenes Fasergewicht die Gestaltung der Fasern so sein sollte, daß sie eine möglichst große Oberfläche aufweisen, was dadurch erreicht werden kann, daß die Querschnittsfläche der Fasern verringert und/oder die Art des Querschnitts geändert wird. Es versteht sich, daß diese Ausdehnung der Oberfläche für einen vorgegebenen Gehalt an Hydrokarbon- Bindemittel einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf, um sicherzustellen, daß die Umhüllung der Fasern vollständig ist.This means that for a given fiber weight the Design of the fibers should be such that they have a have the largest possible surface area, thereby achieving can be that the cross-sectional area of the fibers reduced and / or the type of cross section changed becomes. It is understood that this extension of the Surface for a given hydrocarbon content Binders do not exceed a certain value allowed to ensure that the cladding of the fibers is complete.
Man stellt fest, daß die enthaltenen Fasern während des Verdichtungsvorgangs nicht wesentlich verformt werden. Sie verbinden daher nicht die Zuschlagstoffe miteinander und sind nicht notwendigerweise untereinander verbunden.It is found that the fibers contained during the Compacting process will not be significantly deformed. you Therefore, do not combine the aggregates with each other and are not necessarily interconnected.
Der erfindungsgemäße Belag verbessert wesentlich den Widerstand gegen Kriechen oder, mit anderen Worten, die thermische Empfindlichkeit der "Bindemittel"-Phase. Ein gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellter Hydrokarbon-Beton weist daher keine wesentliche Erhöhung der Bruchspannung unter Druck auf. Vielmehr wird die Bruchenergie mit einem Faktor von 1,5 bis 2 multipliziert, verglichen mit einem Hydrokarbon-Beton herkömmlicher Art. Daraus folgt eine erhebliche Verbesserung des Eindringwiderstands unter statischer, dynamischer oder periodischer Belastung oder unter der Wirkung einer Temperaturerhöhung. Es ist wichtig festzustellen, daß eine vollständige Umhüllung jeder Faser durch das Hydrokarbon- Bindemittel sichergestellt sein muß. Um dies zu erreichen, erfolgt das Einbringen der Fasern vorzugsweise in der Mischvorrichtung für den Hydrokarbon-Beton. The coating of the invention substantially improves the Resistance to creep or, in other words, the thermal sensitivity of the "binder" phase. On produced according to the present invention Hydrocarbon concrete therefore has no significant increase the breaking stress under pressure. Rather, the Fracture energy multiplied by a factor of 1.5 to 2, compared with a conventional hydro carbon concrete. This results in a significant improvement in the Penetration resistance under static, dynamic or periodic stress or under the effect of a Temperature increase. It is important to note that one complete wrapping of each fiber by the hydrocar- Binders must be ensured. To achieve this, the introduction of the fibers is preferably carried out in the Mixing device for the Hydrocarbon concrete.
Das Einbringen der Fasern auf der Baustelle sollte nur dann in Betracht gezogen werden, wenn eine vollständige Umhüllung gleichwohl sichergestellt ist.The introduction of the fibers on site should only then be considered if complete Envelopment is nevertheless ensured.
Andererseits ist zu bemerken, daß eine Verringerung der thermischen Empfindlichkeit des Bindemittels auch durch die Zugabe von Füllstoffen oder Zuschlagstoffen oder durch die Verwendung von härteren Bindemitteln erreicht werden kann. Diese Techniken verringern jedoch die Verformbarkeit des Bindemittels und somit seinen Widerstand gegen Reißen; diese Nachteile ergeben sich bei der Erfindung nicht.On the other hand, it should be noted that a reduction in the thermal sensitivity of the binder also by the addition of fillers or aggregates or by the use of harder binders can be achieved can. However, these techniques reduce deformability the binder and thus its resistance to cracking; These disadvantages do not arise in the invention.
Man kann auch von einem Bindemittel Gebrauch machen, das behandelt wurde, um die Adhäsion oder die Aufrechterhaltung der Adhäsion an den Fasern zu verbessern.One can also make use of a binder that was treated to the adhesion or the Maintain adhesion to the fibers too improve.
Die Erfindung wird nachfolgend in Einzelheiten in Beispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:The invention will be described in more detail below Examples explained with reference to drawings. It shows:
Fig. 1 ein Diagramm des Ergebnisses eines Kriechversuchs ohne Fasern; Fig. 1 is a graph of the result of a creep test without fibers;
Fig. 2 und 3 Diagramme der Ergebnisse von Kriechversuchen an Gemischen, die Acrylnitril-Fasern enthalten; und Figures 2 and 3 are graphs showing the results of creep tests on blends containing acrylonitrile fibers; and
Fig. 4 eine Darstellung der Ergebnisse eines Eindringversuchs. Fig. 4 shows the results of an intrusion.
In den verschiedenen, nachfolgend beschriebenen Versuchen wurden Gemische mit verschiedenen Fasergehalten verglichen, wobei der Hydrokarbon-Beton streng identisch gehalten wurde. In the various experiments described below were mixtures with different fiber contents compared, with the hydro carbon concrete strictly identical was held.
Das Gemisch enthält:The mixture contains:
Die Mischung wird in einem beheizten Rührwerk bei 160°C hergestellt. Die Mischung wird dann in eine Form (100 × 100 × 5 cm) gegeben, wo sie mittels einer Vibratorplatte verdichtet wird.The mixture is heated in a 160 ° C agitator manufactured. The mixture is then transformed into a mold (100 × 100 × 5 cm), where they by means of a Vibrator plate is compressed.
Es wurden Eindringversuche durchgeführt, und das Ziel dieses Versuchs ist es, unter den gegebenen Versuchsbedingungen die Empfindlichkeit eines verdichteten Hydrokarbongemischs gegen Eindringen zu ermitteln. Die Oberfläche einer Probe aus Hydrokarbon-Gemisch wird der Wirkung von zwei belasteten Rädern ausgesetzt.Penetration attempts were made, and the target this attempt is under the given Test conditions the sensitivity of a compacted Hydrocarbons mixture to detect penetration. The Surface of a sample of hydrocarbon mixture is the Effect of two loaded wheels suspended.
Ein Bohrkern von ±63 cm Durchmesser und 5 cm Dicke wird in eine auf der Drehscheibe eines Verkehrssimulators befestigte Form eingesetzt. Die beiden Räder drehen sich in einer festen vertikalen Ebene um eine horizontale Achse. Diese Räder werden mittels einer Reihe von Gewichten von 10 kg belastet.A drill core of ± 63 cm diameter and 5 cm thickness will be in one on the turntable of a traffic simulator used attached form. The two wheels are turning in a fixed vertical plane around a horizontal Axis. These wheels are made by means of a series of Weight of 10 kg charged.
Kennwerte:
- maximale Geschwindigkeit: ±1 m/s
- auf jedes Rad aufgebrachte Gewichte: 40 kg
- Reifen Vredestein 260 × 85-4 P/R
- Versuchstemperatur 40 ±1°C.Characteristics:
- maximum speed: ± 1 m / s
- weights applied to each wheel: 40 kg
- Vredestein tires 260 × 85-4 P / R
- Test temperature 40 ± 1 ° C.
Ein Zähler ermöglicht die Bestimmung der Anzahl der Umdrehungen, und die Messungen der Eindringtiefe werden mittels einer Vergleichseinrichtung durchgeführt. Die Messungen erfolgen auf zwei senkrechten Durchmessern.A counter allows the determination of the number of Revolutions, and the measurements of the penetration depth are performed by means of a comparison device. The Measurements are made on two vertical diameters.
Die Ergebnisse sind in Fig. 4 dargestellt.The results are shown in FIG .
Die Eindruckmessungen haben die folgenden Maximalwerte ergeben:The impression measurements have the following maximum values result:
- - Probe 1: d=3,6 mm- Sample 1: d = 3.6 mm
- - Probe 2: d=3,6 mm- Sample 2: d = 3.6 mm
- - Probe 3: d=9,6 mm.- Sample 3: d = 9.6 mm.
Somit ist deutlich ein besseres Verhalten der erfindungsgemäßen Gemische festzustellen.Thus, clearly a better behavior of Determine mixtures according to the invention.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Gemischs werden auch durch einen Kriechversuch deutlich.The advantages of the mixture according to the invention are also through a creep test clearly.
Die Bohrkerne des Typs MARSHALL (Durchmesser 10 cm; h= 6,5 cm) werden in ein thermostatisch geregeltes Glycerinbad gebracht. Eine Temperatur-Programmsteuerung ermöglicht es, die Temperatur kontinuierlich zu ändern.The cores of the type MARSHALL (diameter 10 cm, h = 6.5 cm) are placed in a thermostatically controlled Glycerinbad brought. A temperature program control makes it possible to change the temperature continuously.
Eine zusätzliche Belastung ist vorgesehen, um die Gleichmäßigkeit der Temperatur in dem Bad zu verbessern. Gewichte werden auf die Probe in der Weise aufgebracht, daß die ausgeübte Druckbelastung 1,5 kg/cm2 beträgt. Eine Vergleichseinrichtung ermöglicht es, die Veränderung des Materialverhaltens in Abhängigkeit von der Temperatur zu verfolgen. An additional load is provided to improve the uniformity of the temperature in the bath. Weights are applied to the sample in such a manner that the applied pressure load is 1.5 kg / cm 2 . A comparison device makes it possible to follow the change in the material behavior as a function of the temperature.
Verschiedene Gemische wurden dem Versuch unterzogen, insbesondere ein Bitumengemisch, das keine Fasern enthält (Fig. 1), ein Bitumengemisch, das Acrylnitril-Fasern VF 10 30/6 (DOLANIT HOECHST) enthält (Fig. 2) und ein Gemisch, das Acrylnitril-Fasern VF 11 100/6 (DOLANIT HOECHST) (Fig. 3) enthält, jeweils im Verhältnis von 0,3%.Various mixtures were subjected to the test, in particular a bitumen mixture containing no fibers ( Figure 1), a bitumen mixture containing acrylonitrile fibers VF 10 30/6 (DOLANIT HOECHST) ( Figure 2) and a mixture containing acrylonitrile. Fibers VF 11 100/6 (DOLANIT HOECHST) ( Figure 3), each in the proportion of 0.3%.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt, in denen das Einsinken (in mm) in Abhängigkeit von der Temperatur (°C) angegeben ist. Es ergibt sich, daß das Verhalten des Gemischs, das Fasern enthält, bei den Temperaturen der realen Verwendung wesentlich besser ist.The results obtained are shown in Figs. 2 and 3, in which the sinking (in mm) as a function of the temperature (° C) is indicated. It turns out that the behavior of the mixture containing fibers is much better at the temperatures of real use.
Man kann den erfindungsgemäßen Straßenbelag als Verschleißdecke oder als Unterdecke verwenden, ggf. kombiniert mit einer Decke, die aus Metallfasern enthaltendem Hydrokarbon besteht.You can the pavement of the invention as Wear blanket or as a blanket, if necessary combined with a blanket made of metal fibers containing hydrocarbon consists.
Außer einer wirksamen Oberflächenausdehnung, die die Adhäsion in dem Bitumengemisch verbessert, verbessern die Fasern in Nierenform auch den Zusammenhalt durch einen zusätzlichen Mechanismus, der eine mechanische Wirkung ist, durch die das Bindemittel "eingeklemmt" wird in dem Hohlraum zwischen den beiden Wölbungen der Nierenform.In addition to an effective surface area, which the Improved adhesion in the bitumen mixture, improve the Kidney-shaped fibers also cohesion through one additional mechanism that has a mechanical effect is through which the binder is "trapped" in the Cavity between the two bulges of the kidney shape.
Außerdem haben die Fasern in Nierenform eine geringe Neigung, sich bei dem Mischvorgang des Gemischs zusammenzuballen, weil es hierzu notwendig wäre, daß die Fasern derart flächig aneiander liegen, daß die Wölbungen in die Hohlräume "eingreifen", was statistisch wenig wahrscheinlich ist.In addition, the kidney-shaped fibers have little Tendency to become involved in the mixing process of the mixture because it would be necessary for that to happen Fibers lie so flat aneiander that the bulges "intervene" in the cavities, which statistically little probably is.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8130 | Withdrawal |