DD155172A1

DD155172A1 - Qualitaetsverbessertes bituminoeses strassenbaubindemittel

Info

Publication number: DD155172A1
Application number: DD22586480A
Authority: DD
Inventors: Bernd Ewe; Adolf Hoeg; Roland Meyer; Jochen Mothes; Harry Radke; Reiner Schulz
Original assignee: Bernd Ewe; Adolf Hoeg; Roland Meyer; Jochen Mothes; Harry Radke; Reiner Schulz
Priority date: 1980-12-09
Filing date: 1980-12-09
Publication date: 1982-05-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein qualitaetsverbessertes bituminoeses Strassenbaubindemittel. Durch Zusatz von 0,3 bis 20 % von Produkten der Verfluessigung von Kohle, insbesondere der Braunkohleverfluessigung, wird die Haftfestigkeit, das Kaeltewiderstands- und das Waermestandsvermoegen bituminoeser Belaege wesentlich verbessert. Vorzugsweise werden Produkte mit einem Siedebeginn von > 380 Grad C und/oder die bei der Entaschung des Kohleverfluessigungsproduktes anfallenden Rueckstaende eingesetzt.

Description

2 2 5864 -4-

Qualitätsverbessertes bituminöses Straßenbaubindemittel Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein qualitätsverbessertes bituminöses Straßenbaubindemittel, welches insbesondere für die Herstellung von im Kältewiderstands- sowie Wärmestandsvermögen und in der Haftung verbesserter bituminöser Strassenbeläge geeignet ist.

Charakteristik des Standes der Technik

Bekannterweise werden bituminöse Straßenbeläge durch Mischen mineralischer, für den Straßenbau geeigneter Gesteinsbaustoffe mit bituminösem Bindemittel hergestellt und als Gußasphalt, Bitumenbeton o. ä. aufgetragen und verdichtet. An die so hergestellten Straßenbeläge werden eine ganze Reihe von Qualitätsanforderungen gestellt, deren Erfüllbarkeit maßgeblich von dem als Bindemittel eingesetzten Bitumen abhängt. Die stoffliche Zusammensetzung und das kolloidale Gefüge des Erdöldestillationsrückstandes bestimmen solche Kriterien wie das Haftvermögen an den Gesteinsbaustoffen oder das Kältewiderstands- und Wärmestandsvermögen des bi-

-2- 2 2 5-864

tuminösen Belages. Dabei verstehen wir unter Kältewiderstandsvermögen das Verhalten des bituminös gebundenen Strassenbelages bei tiefen Temperaturen, wobei die Qualitätskennwerte Dehnung, Elastizitätsmodul und Festigkeiten bei Temperaturen ab + 6 °C und darunter erfaßt werden.

Das Wärmestandsvermögen beinhaltet das Verhalten eines bituminös gebundenen Straßenbelages bei relativ hohen Temperaturen. Meßtechnisch erfaßt wird es u, a. durch die Gebrauchskennwerte Marshailstabilität und Steifigkeit bei + 60 C, Zylinderdruckfestigkeit und Steifigkeit bei + 50 C.

Die immer größer werdende Beanspruchung der Straßen, die von hohen Lastübergangszahlen bis hin zu zahlreichen Winterdienstmaßnahmen reichen, erfordert die Einhaltung und Verbesserung der o. g. Oualitätskriterien.

Aus diesem Grunde hat es nicht an Versuchen gefehlt, aus den zur Verfügung stehenden Erdölrückständen hochwertige Strassenbaubindemittel zu schaffen, die in den Qualitätsmerkmalen, insbesondere in ihrem Haftvermögen sowie im Kältewiderstands- und Wärmestandsvermögen den immer größer werdenden Straßenbelastungen genügen.

So kann zum Beispiel die Haftung bituminöser Bindemittel an den Gesteinsmaterialien durch Zusatz sogenannter Haftverbesserer zum Bitumen, wie Rohmontanwachse, Mono- oder Diamine, Phenolderivate und ähnliches verbessert werden.

Die Wärmestandsfestigkeit und die Kältebeständigkeit werden durch Zusatz von Kunststoffen, wie Polyethylen, Latices oder ähnliches verbessert.

2 5 864

Diese Zusätze sind kostenintensive wertvolle Rohstoffe, die nur begrenzt für den Straßenbau zur Verfugung stehen.

Außerdem ist eine aufwendige Mischungstechnologie zur Einarbeitung der Kunststoffaddetives notwendig.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, das Haft-, das Kältewiderstands- und das Wärmestandsvermögen bituminöser Straßenbeläge durch Qualitätsverbesserung der bituminösen Bindemittel weiter zu erhöhen und die o. g. Nachteile zu beseitigen,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die' Qualität bituminöser Straßenbeläge, vorzugsweise im Kältewiderstands- und Wärmestandsvermögen durch Einsatz von mit carbochemischen Produkten additivierten Bitumen bzw. bituminösem Bindemittelgemisch zu verbessern.

Überraschender Weise wurde gefunden, daß das Haft-, das Kältewiderstands- und das Wärmestandsvermögen bituminöser Straßenbeläge wesentlich verbessert werden kann, wenn dem durch destillative Aufarbeitung von Erdölprodukten, durch Extraktion oder durch ähnliche Verfahren, gewonnenen bituminösem Bindemittel 0,3 bis 20 % Produkte der Verflüssigung der Kohle, insbesondere Produkte der Braunkohleverflüssigung mit Siedebeginn von > 380 ⁰C und/oder der bei einem gezielt durchgeführten Fällungsprozeß zum Zwecke der Entaschung des Kohleverflüssigungsproduktes mit aliphatisch orientierten Kohlenwasserstoffen anfallende Rückstand zugesetzt wird.

2 2 5 864

Dieses vorwiegend aus höheren Aromaten und Hydroaromaten mit jeweils langen Seitenketten, Paraffinkohlenwasserstoffen mit einem C-Gehalt von ^ 23 sowie einem breiten Spektrum von Isoparaffinen unterschiedlicher Kettenlänge bestehende Kohleverflüssigungsprodukt verbessert die Eigenschaften des Bitumens und ermöglicht die Herstellung eines bituminösen Stras· senbelages, der sich gegenüber dynamischer und statischer Belastungen stabiler verhält als die bisher üblichen.

Daraus leitet sich u. a. eine wesentlich geringere Spurrillenneigung sowie eine günstigere Oberflächenrauhigkeit der Straße und damit eine Verringerung des aqua-planings als eine wichtige Kenngröße für die Verkehrssicherheit auf unseren Straßen ab.

Der Zusatz der oben genannten Kohleverflüssigungsprodukte kann dabei, nach an sich bekannten Technologien, durch Zusatz zum Bitumen durch getrennte Zumischung an der Mischanlage oder durch Zumischung, gegebenenfalls in fester gemahlener Form., zürn Zuschlagstoff-Gemisch und anschließender Zugabe des Straßenbaubitumens erfolgen.

Das bessere Kältewiderstandsvermögeh äußert sich in der Verringerung von Rissen im Straßenbelag sowie in der Verringerung des Abriebes an deren Oberfläche. Somit tritt eine Erhöhung der Nutzungsdauer der bituminös gebundenen Straße und eine Verminderung der Instandsetzungszyklen ein.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung beruht darin, daß die Haftung des bituminösen Bindemittels am Gestein qualitativ besser wird. Diese Gebrauchswertverbesserung wirkt sich ebenfalls in einer Erhöhung der Nutzungsdauer des Strassenbelages aus.

2 2 5 86

Des weiteren wurde gefunden, daß in Abhängigkeit von der Art der Zugabe die oben genannten Produkte völlig oder nahezu vollständig als effektives Bindemittel in das bituminöse Mischgut eingehen, so daß eine direkte Bitumeneinsparung zu verzeichnen ist. ·

Ausführunqsbeispiele

Anhand nachfolgender Beispiele soll die erfindungsgemäße Lösung näher erläutert werden.

Beispiel 1:

92 Teile eines Bitumens und 8 Teile der Fraktion > 380 ⁰C des bei der Verflüssigung der Braunkohle entstehenden Produktes werden bei 170 bis 180 C gemischt und mit einem Norm-Sand-Gemisch, bestehend aus 4 Fraktionen des RGW-Prüfsandes (fraktionierter Quarzsand) und einem Kalksteinmehl (gesiebt auf 0,09 mm Siebgewebe) vermengt und prismatische Prüfkörper hergestellt.

Die so hergestellte Mischung besteht aus:

RGW-Prüfsand mit - 1,0 /2,0 mm - 22,8 Ma.-%

den Fraktionen: - 0,5 /1,0 mm 32,8 Ma.-%

- 0,15 /0,5 mm 9,8 Ma.-%

- 0,08 /0,15 mm 17,1 Ma.-ft

Füller: . 0,09 mm 10,0 Ma.-%

bituminöses

Bindemittel: 7,5 Ma.-%

100,0 Ma.-%

Beispiel 2:

Unter gleichen Mischungsbedingungen und unter Verwendung von 92 Teilen Bitumen und 8 Teilen einer entaschten Fraktion im Siedebereich P 380 C des bei der Verflüssigung der Braunkohle entstandenen Produktes werden ebenfalls Prüfkörper, auf deren Herstellung bereits im Beispiel 1 eingegangen wurde, angefertigt und untersucht.

Die im Beispiel 1 und 2 untersuchten Prüfkörper zeigen gegenüber dem Bitumen ohne Zusätze folgendes Qualitätsbild:

Gebrauchskennwe	rte	Original bitumen	nach Bei spiel 1 verbesser tes Binde mittel	nach Bei spiel 2 verbesser tes Binde mittel
Hohlraumgehalt	(VoL-%)	3,61	3,61	3,61
Marshallsta
bilität	(N)	4100	4200	4220
Steifigkeit	(N/mm)	2700	3060	3080
Zylinderdruck
festigkeit	(N/mm²)
bei 50 ⁰C		0,46	0,54	0,56
bei 25 ⁰C		1,80	1,95	1,97
Zylinderdruck-
steif igkeit	(N/mm²)
bei 50 ⁰C		691	937	960

Gebrauchskennwerte	Original bitumen	nach Bei spiel 1 verbesser tes Binde mittel	nach Bei spiel 2 verbesser tes Binde mittel
Prismendruck-
ρ festigkeit (N/mm )
bei - 15 ⁰C	21,1	20,8	20,7
bei - 8 ⁰C	15,25	14,3	14,15
bei O ⁰C	12,13	10,5	9,5
bei 5 ⁰C	7,9	7,1	7,0
bei 25 ⁰C	1,39	1,2	1,1
bei 50 ⁰C	0,12	0,13	0,15
Bruch-Dehnung (°/oo)
bei - 15 ⁰C	0,457	0,591	0,599
bei - 5 ⁰C	1,795	2,127	2,180
Elastizitäts-
2 modul-Bruch (KN/mm )
bei - 15 ⁰C	15,45	13,16	13,06
bei - 5 ⁰C	3,64	3,10	3,05
Haftung (%)
am Normal
splitt nach
TGL 21309	50	95	95
TGL 21300	•25	90	90
Kochprüfung	25	75	75

Claims

225864

.Erfindungsanspruch

Oualitätsverbessertes bituminöses Straßenbaubindennittel, gekennzeichnet dadurch, daß dem Bitumen 0,3 bis 20 % Produkte der Kohleverf lüssigung,, vorzugsweise Produkte aus der Braunkohleverflüssigung mit einem Siedebeginn von % 380 C und/oder von bei der Entaschung von Kohleverflüssigungsprodukten erhaltenden Rückständen, zugesetzt werden.