DE4308567C1 - Verfahren zur Herstellung von Asphaltmischgut - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Asphaltmischgut aus Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller sowie als Bindemittel Bitumen bei erhöhten Temperaturen.

Nach dem Stand der Technik werden der Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller bei Temperaturen zwischen 120 und 200°C, mei­ stens zwischen 160 und 190°C, mit Bitumen als Bindemittel ge­ mischt und dann zur Baustelle transportiert, durch flächige Verteilung eingebaut und in üblicher Weise verdichtet. Hierbei gilt der untere Grenzwert für das abgeladene Mischgut beim Einbau, während der obere Grenzwert gilt für das Mischgut beim Verlassen des Mischers oder Silos.

Die DE-A-23 51 858 beschreibt ein Verfahren zur Vorumhüllung von mineralischen oder anderen Baustoffen im bituminösen Mischgut mit Steinkohlenteerpech. Bei diesem Verfahren wird das Pech feinkörnig bis staubförmig mit dem Füller vermischt und dann zusammen mit dem Mineralfüller auf ca. 200°C erhitzt. Durch die Vorumhüllung dieses Baustoffes mit Pech wird die Haftung des Bitumens auf den Baustoff verbessert, da Pech eine bessere Haftung auf der Baustoffoberfläche besitzt als Bitu­ men.

Die Verwendung von Pech in Asphaltmischgut ist aber insbeson­ dere aus Gründen des Umweltschutzes verboten. Für viele Anwen­ dungsgebiete ist sogar der Zusatz von Pech zum Bitumen verbo­ ten.

Aus "Bitumen und Asphalt Taschenbuch", fünfte Auflage 1976, Seiten 120 bis 123 ist bekannt, Verschnittbitumen einzusetzen, um die Verarbeitungstemperatur von Asphalt herabzusetzen. Ver­ schnittbitumen sind bituminöse Bindemittel aus Destillations­ bitumen mit Zusätzen von Verschnittmitteln (Flux-Ölen) und Haftmitteln. Unter anderem werden Steinkohlenteeröle und Gemi­ sche aus Steinkohlenteerölen und Erdöldestillaten verwendet. Ein wesentlicher Nachteil von Verschnittbitumen ist, daß die angegebenen Lager- und Verarbeitungstemperaturen nicht über­ schritten werden dürfen, da andernfalls zu viele Verschnit­ tmittel entweichen, was zu einem Anstieg der Viskosität des Bindemittels führt. Darüber hinaus besteht auch noch erhöhte Feuergefahr, da die entweichenden Verschnittmittel möglicher­ weise an der Luft ein explosives Gemisch bilden können.

Schließlich hat Verschnittbitumen den Nachteil, daß es nach dem Einbau verformungsanfällig bleibt. Dem Fluxmittel muß daher die Möglichkeit zum Entweichen (Verdunsten) gegeben werden, was wiederum nur bei relativ hohlraumreichen Asphalt­ mischungen möglich ist. Bereits 1976 wurde daher darauf hin­ gewiesen, daß die Verwendung von Verschnittbitumen stark rück­ läufig ist.

Zur Verarbeitung eines in Deutschland für den Straßenbau viel­ verwendeten Bitumens B80 muß die Herstelltemperatur mindestens 130 bis 140°C betragen, da bei niedrigeren Temperaturen sowohl die Vermischung als auch eine ausreichende Verdichtung nicht mehr möglich sind. Bei Temperaturen von 180°C sind die Kohlen­ wasserstoffemissionen (PAK) schon sehr hoch, leidet bereits die Qualität des Bindemittels und ist der Energieverbrauch un­ nötig hoch. Man bemüht sich daher Temperaturen über 160°C zu vermeiden. Eine Absenkung der Misch- und Verarbeitungstempera­ tur bei der Produktion von Asphaltmischgut ist somit sehr erstrebenswert, stößt jedoch sehr rasch auf technisch bedingte Grenzen, die nicht mehr unterschritten werden können.

Vor einigen Jahren ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, welches eine gewissen Absenkung der Temperaturen gestattet, in welchem zunächst der Splitt dann Bitumen und danach erst Fül­ ler und Sand zugegeben werden. Dieses Verfahren befindet sich im Stadium der technischen Erprobung und könnte bei Bewährung ein Absenken der Temperaturen um ca. 10°C ermöglichen. Das Verfahren erfordert aber apparative und verfahrensmäßige Ver­ änderungen, die an bestehenden Mischanlagen nicht ohne weite­ res möglich sind.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur weiteren Absenkung der Temperatur bei der Herstellung von Asphaltmischgut zur Verfügung zu stellen, welches einfach durch­ führbar ist, möglichst auch in bestehenden Mischanlagen zur Anwendung kommen kann und dabei gewährleistet, daß Herstellung und Verarbeitbarkeit sicher durchführbar sind und dennoch er­ möglicht den Energieverbrauch und die Kohlenwasserstoffemissio­ nen zu senken. Weiterhin muß gewährleistet sein, daß die so hergestellten Asphaltschichten in gleicher Weise langfristig belastbar bleiben, auch gegen Wasser, Salz, Frost und Hitze sowie bezüglich des Abriebs und der Formbeständigkeit bei star­ ker Verkehrsbelastung.

Diese Aufgabe kann überraschend einfach dadurch gelöst werden, daß die Komponenten Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller zunächst in einer ersten Stufe mit einer kleineren Teilmenge eines weicheren Bitumens und danach in einer zweiten Stufe mit einer größeren Teilmenge eines härteren Bitumens vermischt wer­ den.

Obwohl die Teilmengen der beiden Bitumenarten in den Grenzen 1 : 3 bis 1 : 1 gewählt werden können, hat sich insbesondere das Ver­ hältnis 1 : 2 bewährt, so daß die kleinere Teilmenge etwa ein Drittel und die größere Teilmenge etwa zwei Drittel ausmacht.

Für eine Asphaltmischung, die bisher mit einem Bitumen B80 her­ gestellt wurde, wird erfindungsgemäß in der ersten Stufe ein Bitumen B200 verwendet. In der zweiten Stufe wird dann ein Bitu­ men B65 eingesetzt. Die Gesamtmenge der beiden Teilmengen ent­ spricht völlig der bisher verwendeten Gesamtmenge für Bitumen B80.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet den Misch- und Verar­ beitungstemperaturen um mindestens 20°C abzusenken. Laborversuche haben gezeigt, daß sogar eine Absenkung auf 90°C möglich ist ohne die Mischung, die Verarbeitbarkeit und die Qualität der fertigen Asphaltschicht zu beeinträchtigen. Darüberhinaus wurde festgestellt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich günstigere Werte für den Hohlraumgehalt und die Marshall-Stabi­ lität erzielt werden. Das Optimum dieser Eigenschaften lag bei einem Standardmischgut bei einer Mischtemperatur von 150°C mit Bitumen B80 und bei 120°C Mischtemperatur bei Verwendung von zunächst einem Drittel Bitumen B200 und danach zwei Drittel Bitumen B65. Diese Absenkung der Mischtemperatur von 30°C würde in der Praxis zu einer enormen Energie-Einsparung führen und sollte die Kohlenwasserstoffemissionen (PAK) um mehr als 50% reduzieren. Untersuchungen verschiedener Bitumen-Qualitäten ver­ schiedener Herkunft haben gezeigt, daß bereits eine Temperatur­ absenkung von ca. 11°C die Kohlenwasserstoffemission um 50% absenkt. Gleichzeitig hat sich jedoch auch gezeigt, daß die Kohlenwasserstoffemissionen zwischen verschiedenen Bitumen-Qua­ litäten verschiedener Herkunft erhebliche Abweichungen aufwei­ sen. Diese Abweichungen können mehr als den Faktor 2 ausmachen.

Die labormäßige Untersuchung von erfindungsgemäß hergestellten Proben hat weiterhin gezeigt, daß wichtige Eigenschaften wie Stabilitätsabfall nach Wasserlagerung um ca. 20% besser liegen als bei herkömmlich hergestelltem Asphalt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bei be­ stehenden Mischanlagen nur geringe Änderungen notwendig, so daß auch diese bestehenden Anlagen ohne weiteres umgerüstet werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich selbstverständlich auch einsetzen für die Herstellung von Asphaltmischgut in sehr heißen oder sehr kalten Klimazonen. Während in heißen Klimazonen üb­ licherweise härtere Bitumen-Qualitäten wie B65 und in Extremfäl­ len sogar B45 verarbeitet werden, kommen in sehr kalten Klimazo­ nen weichere Bitumen-Qualitäten, wie B200 und seit neuestem sogar bis hin zu B800 zur Anwendung. Durch einfache Vorversuche läßt sich ermitteln, welche Bitumen-Qualitäten in Mischungsver­ hältnissen im Bereich 1 : 3 bis 1 : 1 in etwa der bisher angewende­ ten Bitumen-Qualität entsprechen. Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt offensichtlich in der ersten Stufe eine rasche und voll­ ständige Benetzung der Oberflächen von Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller, während in der zweiten Stufe die zusätzlich notwendige Menge an Bindemittel insgesamt zugesetzt wird. Die beiden Bitumen-Qualitäten sind lückenlos miteinander mischbar, so daß die Eigenschaften der gesamten Bindemittelmenge in etwa der des Gemisches entsprechen. Dennoch werden durch das erfin­ dungsgemäße Verfahren bessere Qualitäten erhalten unter gleich­ zeitiger Senkung der Energiekosten und Kohlenwasserstoffemissio­ nen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Asphaltmischgut aus Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller sowie als Bindemittel Bitumen bei erhöhten Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten Splitt und gegebenenfalls Sand und Füller zunächst in einer ersten Stufe mit einer kleineren Teilmenge eines weicheren Bitumens und danach in einer zweiten Stufe mit einer größeren Teilmenge eines härteren Bitumens vermischt werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Teilmenge etwa ein Drittel und die größere Teil­ menge etwa zwei Drittel ausmacht.