DE2250723A1

DE2250723A1 - Strassenbelag und verfahren zu dessen herstellung bzw. aufbringung

Info

Publication number: DE2250723A1
Application number: DE2250723A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing Hemersam
Original assignee: Bunzl and Biach AG
Current assignee: Bunzl and Biach AG
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1972-10-16
Publication date: 1973-05-03
Also published as: FR2158254B1; IT970006B; AT313350B; CH580709A5; NL7214578A; GB1369150A; FR2158254A1; BE790593A

Description

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Bunzl & Biach Aktiengesellschaft

Wien II_f Engerthstraße 161 -(Österreich)

Straßenbelag und Verfahren zu dessen Herstellung bzw. Aufbringung

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ORIGINAL INSPECTED

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Straßenbelag, welcher nicht nur aus leicht erhältlichem Material hergestellt werden kann, dessen Beseitigung bisher ein großes^Problem darstellte, sondern darüberhinaus auch im Vergleich zu den herkömmlichen Straßenbelägen in mechanischer und optischer Hinsicht wesentliche Vorteile bietet, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung und schließlich zu dessen Aufbringung auf den Unterbau der Fahrbahnen.

Stcaßenbeläge wurden im Laufe der Entwicklung zunächst aus relativ großen Steinen hergestellt, die von Hand aus auf einen entsprechend vorbereiteten Unterbau aus Schotter od.dgl. gelegt wurden. Diese Straßenbaumethode war schon bei den alten Römern üblich und wird auch heute noch teilweise angewendet. Der Nachteil eines derartigen Straßenbelag^ ist nicht nur .,. dessen teure und aufwendige Herstellungsart» die auch heute noch weitgehend von Hand aus durchgeführt werden muß, es ist darüberhinaus auch sehr schwer, die durch händische Verlegung von mehr oder minder großen Steinen hergestellten Straßendecken auch über längere Zeit hinaus rutschsicher und formstabil zu halten.

Etwa seit der Jahrhundertwende im Gebrauch sind Straßendecken, die mit Hilfe von verschiedenen Bitumina als Bindemittel für Schotter hergestellt werden. Diese Art der Straßenherstellung konnte weitestgehend mechanisiert werden, so daß heutzutage ein großer Teil der Straßen, insbesondere der

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Bundesstraßen und der städtischen Verkehrswege, auf diese Art hergestellt wird. Dem Vorteil einer hochmechanisierten und daher relativ billigen Herstellungsweise steht ein einziger wesentlicher Nachteil gegenüber, nämlich die Farbe der Straßendecke, welche.ein mehr oder weniger sattes Schwarz ist, und insbesondere bei Regen äußerst schlechte Sichtverhältnisse für den die Straße benützenden Kraftfahrer bedingt.

Eine dritte, noch spätere Art der Straßenherstellung besteht darin, daß für die Straßendecke. Beton in Plattenform verwendet wird, welcher meist an Ort und Stelle gegossen wird. Auch diese Art der Straßenherstellung kann weitestgehend mechanisiert werden und ist somit in ihrer Herstellungsw3.se billig, jedenfalls billiger als die älteste Methode des Pflasterns von Straßenoberflächen. Betonstraßen sind im allgemeinen leicht griffig, d.h. rutschfest, sie sind dauerhaft und sie besitzen auch nicht den Nachteil der dunklen, lichtschluckenden Färbung. Sie sind jedoch trotzdem aufwendiger in ihrer Herstellung als Straßen, deren"Oberbau unter Verwendung Von Bitumina hergestellt wurde. Die vorliegende Erfindung befaßt sich in erster Linie mit dem Problem, einen Straßenbelag zu finden, der preislich mit dem Belag auf Basis von Bitumina konkurrieren kann, nach· Möglichkeit noch billiger ist j und. trotzdem den für derartige Beläge gegebenen Nachteil'der dunklen Färbung nicht aufweist-. . " -· . ' '

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Gerade in letzter Zeit wurde in der Öffentlichkeit das Problem der Umweltverschmutzung aus gegebenem Anlaß wieder häufig diskutiert. Die zunehmende Umweltverschmutzung hängt weitgehend davon ab, daß immer mehr kurzlebige Wirtschaftsgüter produziert werden, welche nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden, und so die Menge des zu beseitigenden Mülls praktisch von Tag zu Tag wächst. So sehr auch durch die Verwendung von Einwegverpackungsmaterial der Bequemlichkeit des Menschen gedient wird, stellt doch die Beseitigung des ständig anwachsenden. Abfallmaterials ein ernst zu nehmendes Problem dar, so daß in der letzten Zeit ernstlich Vorschläge gemacht wurden, von der Herstellung von Einwegverpackungsmaterial wieder abzugehen. Insbesondere problematisch in dieser Hinsicht sind Verpackungsmaterialien, wie Dosen, Büchsen, Flaschen, Folien, od.dgl. aus thermoplastischen Kunststoffen, da diese einerseits praktisch verrottungsfest sind und somit nicht mit Hilfe von Bodenbakterien abgebaut und in wertvollen Kompost verwandelt werden können, und andererseits meist sperrig sind und sich schließlich auch nicht ohne weiteres auf Grund ihrer thermoplastischen Natur verbrennen lassen. Versuche zur Verbrennung von hochplastikhaltigem Müll haben stets dazu geführt, daß die betreffenden Verbrennungsapparaturen durch Verklebung bzw. Verschlackung der Roste in relativ kurzer Zeit unbrauchbar wurden.

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Auch dieses Problem soll gemäß der vorliegenden Erfindung einer für alle Teile zufriedenstellenden Lösung zugeführt Werden. . ' ■

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zunächst ein Straßenbelag auf Basis von zerkleinerten Steinen und einem thermoplastischen Bindemittel, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er als Bindemittel thermoplastische Kunstharzabfalle, wie insbesondere Hoch- oder Niederdruckpolyolefine, gegebenenfalls zusammen mit Weichmaohern hiefür enthält. Als thermoplastische Kunstharzabfalle werden erfindungsgemäß solche verwendet, wie sie in von Tag zu Tag-steigenden Mengen anfallen, Insbesondere geeignet für den erfindungsgemäßen Zweck sind,

wie bereits erwähnt wurde, Abfallmaterialien aus Polyolefin, wie Hoch- oder Niederdruckpolyäthylen, Polypropylen, u.dgl., es können jedoch auch thermoplastische Materialien aus anderen Grundstoffen, wie beispielsweise Polyvinylchlorid-, Polystyrol, Polyisobutylen, u.dgl. verwendet werden. Insbesondere hat es sich als zweckmäßig erwiesen, neben reinen Polyolefinen ,auch <· Iblyolefine mit einem geringen Zusatz andersartiger Abfälle

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für den erfindüngsgemäßen Zweck zuzusetzen. Diese anderen thermoplastischen Kunststoffe können je nach ihrer Konsistenz ■ auch als Weichmacher für die erfindungsgemäß in erster Linie einzusetzenden Polyolefine verwendet werden; als Weichmacher können jedoch auch in geringem Ausmaß Bitumina, insbesondere solche mit relativ niedrigem Schmelzintervall, sowie Mineralölderivate eingesetzt werden. Ein Einsatz _von größeren Mengen Bitumina ist an sich möglich, doch ist dabei zu beachten, daß

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ab etwa 20 % Bitimenzusatz zu Polyolefinen bis etwa 80 % eine Mischunglücke eintritt und außerdem mit steigendem Bitumenzusatz die Farbe des erhaltenen Straßenbelages immer dunkler wird, so daß dabei ein wesntlicher erfindungsgemäßer Zweck nicht mehr im optimalen Ausmaß erreicht werden kann.

Als besonders vorteilhaft für den erfindungsgemäßen Zweck hat sich ein Gemisch von Polyäthylen und Polypropylen im Zusammenhang mit gekörntem Basalt erwiesen, wobei einerseits durch die Verwendung von Basalt eine optimale Griffigkeit und Abriebfestigkeit der Straßenoberfläche erzielt wird, wahrend das Polyäthylen-Polypropylen-Gemisch der Straßendecke eine überraschende mechanische Festigkeit und gute Rückstrahleigenschaften des Scheinwerferlichtes gibt. Eine Zumischung von hellweißem Gestein, wie beispielsweise Kalksand oder Quarzsand, zum Basalt hebt die Helligkeit der Straßenoberfläche noch mehr an; dies ist insbesondere dann wesentlich, wenn die erfindungsgemäß verwendeten Thermoplastabfälle zusammen mit mehr oder minder großen Bitumenmengen eingesetzt werden.

Wie aus den vorhergehenden Ausführungen hervorgeht, ist der erfindungsgemäße Straßenbelag insbesondere wertvoll als oberste sogenannte Verschleißschichte, welche auf Grund der Erfindung, da sie mechanisch widerstandsfähiger als die bisher üblichen Verschleißschichten auf Basis von Bitumen ist, auch dünner ausgebildet werden kann.

Der erfindungsgemäße Straßenbelag kann entweder an Ort und Stelle gemischt und aufgebracht oder aber auch in vorge-

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formtem Zustand in Platten- oder Rollenform versandt und dann

an Ort und Stelle aufgelegt bzw. aufgeschmolzen oder aufgeklebt werden. Diese Art der Herstellung von Straßenbelägen
ist neu und kann erst auf Grund des erfindungsgemäßen Straßenbelages durchgeführt werden, da. die bisher verwendeten Materialien auf Bitumenbasis eine zu geringe" mechanische Festigkeit, insbesondere Reißfestigkeit, besaßen. Im Vergleich zum Transport und der Verlegung von Steinplatten bzw. Steinwürfeln bietet
der erfindungsgemäße vorfabrizierte Straßenbelag den wesentlichen Vorteil,'daß damit eine praktisch kontinuierliche Straßendecke im Unterschied zu einer gepflasterten Straßenoberfläche geschaffen werden kann, die mit ihrem Untergrund fest verhaftet ist und bei einem hinreichend fest gebauten Untergrund keiner mechanischen' Verformung mehr unterliegt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin
ein Verfahren zur Herstellung eines neuartigen Straßenbelags, welches darin besteht, daß auf geeignete Korngröße gebrachter Sand zunächst auf eine Temperatur, welche maximal beim Zersetzungspunkt der verwendeten Thermoplaste liegt, vorgewärmt und anschließend mit Thermoplastabfällen, insbesondere Polyolefinabfällen,gegebenenfalls unter Zusatz von Weichmachern, mechanisch vermischt und schließlich in heißem Zustand zu Platten, Bahnen od..<^l. verformt bzw. direkt auf den Straßenunterbau aufgebracht wird. Dadurch, daß beim Vermischen des heißen Sandes mit den Thermoplastabfällen die Temperatur absinkt, ist
gewährleistet, daß die Zersetzungstemperatur der verwendeten

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Thermoplaste tatsächlich nicht erreicht wird. Im allgemeinen hat sich eine Erhitzungstemperatur für den Sand von etwa 200 bis etwa 28O°C, je riach dem eingesetzten Material, als zweckmäßig erwiesen. Durch die Vorerhitzung des Sandes ist weiterhin gewährleistet, daß" sich die Plastikabfälle gleichmäßig mit dem Sand mischen und es zu keiner unerwünschten Klumpenbildung bzw. ungleichmäßigen Verteilung des thermoplastischen Materials in der fertigen Belagsmischung kommt. Die tatsächliche Sandtemperatur bei der Vermischung bzw. während des Verraischens mit den thermoplastischen Abfällen liegt etwa 10 bis 15 C unterhalb deren Zersetzungspunkt.

Die heiße Mischung aus Sand und geschmolzenen Kunst-Stoffabfällen kann nun nach guter Durchmischung entweder auf analoge Art, wie dies bisher mit Bitumen-Sandmischungen durchgeführt wurde, auf den Straßenunterbau aufgebracht oder aber auch bei entsprechender Körnung des Sandes als Straßenunterbau bzw. Grundschicht verwendet werden. Vorteilhafterweise wird jedoch der erfindungsgemäße Straßenbelag als Verschleißschichte verwendet, da gerade dabei die optimalen mechanischen und optischen Eigenschaften des Straßenbelages am besten zur Geltung kommen. Auf Grund der neuen Zusammensetzung und guten mechanischen Eigenschaften ist es jedoch auch möglich, den Straßenbelag nicht direkt auf den Straßenunterbau aufzubringen, sondern in Vorformung Bahnen bzw. Fliesen des Straßenbelages herzustellen und diese dann in vorgeformtem Zustand auf den Unterbau aufzubringen.

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In diesem Zusammenhang bezieht sich die vorliegende Erfindung schließlich auf ein Verfahren zum Aufbringen von vorgeformten Straßenbelagfliesen bzw. -bahnen, welches darin besteht, daß die erfindungsgemäß hergestellten Straßenbelagsteile auf den Unterbau aufgeklebt bzw. aufgeschmolzen werden. Zum Aufkleben der erfindungsgemäß erhaltenen Bahnstücke wird zweckmäßigerweise geschmolzenes Bitumen verwendet; das Aufschmelzen wird erfindungs gemäß so 'durchgeführt, daß die Oberfläche des Unterbaus, die untere Fläche des erfindungsgemäßen Straßenbelags oder beide Flächen unmittelbar vor Auflage der Bahnstücke durch Flammen erhitzt und unmittelbar darauf die Bahnstücke auf den Unterbau aufgebracht werden. Sowohl nach Aufkleben als auch nach Aufschmelzen des erfindungsgemäßen Straßeribelages wird dieser zweckmäßig durch Walzen innig mit der Unterlage verbunden.

Die folgenden Beispiele· sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern, ohne daß diese jedoch hierauf beschränkt .sein soll.

Beispiel 1: Dolomitsand mit einer Korngröße bis 2 mm· wird aufweine Temperatur von 22O°C erwärmt.-70 Gew.Teilen dieses vorerwärmten Sanis werden 30 Gew.Teile Polyolefinabfälle mit einem Gehalt von etwa 80 % Polyäthylen zugesetzt.. Der Zusatz findet in einer beheizten Mischtrommel statt. Während des Zusatzes wird ununterbrochen gemischt. Nach Ende des Zusetzens wird bis 5 Minuten lang weiter gemischt und das plastische. Material wird anschließend in eine etwa 20 mm dicke Folie ver-

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gössen. Die Folie wird nach der Festigung über einen Kern von etwa 1 m Durchmesser aufgewickelt.

Die erhaltene Bahn hat eine Länge von 10 in und eine Breite von 2,5 m.

Die so erhaltene Bahnrolle wird auf einen Unterbau herkömmlicher Art (Schotter mit Bitumenbindung) aufgelegt. Sowohl die Bahnunterfläche als auch die Oberfläche des Unterbaues werden erhitzt, indem eine Reihe von Brennern in dem Zwischenraum zwischen Rolle und Unterbau gerichtet wird.. Unter gleichzeitiger Rückziehung der Brennerreihe wird die Rolle abgerollt und auf den Unterbau gelegt, nach Auflegung der gesamten Bahn wird der Belag auf übliche Weise mit einer Motorwalze aufgepreßt, wobei jedoch ein einmaliges Aufwalzen genügt. Das erhaltene Versuchsstraßenstück erwies sich als mechanisch in jeder Hinsicht zufriedenstellend und hinsichtlich Abriebfestigkeit, Reißfestigkeit, Einbindefestigkeit des Sandes dem herkömmlichen Bitumenbelag weit überlegen. Es wurde eine rein weiße Straßenoberfläche erzielt.

Beispiel 2: Auf die in Beispiel 1 geschilderte Art und Weise wurde Basaltsand mit einer Korngröße ebenfalls bis 2 mm im Verhältnis 80 : 20 mit den gleichen Polyolefinabfällen vermischt. Die Vorwärmtemperatur betrug in diesem Falle 250⁰C. Mit dem plastischen Material wurden 2 cm starke Fliesen mit einer Größe von 1 χ 1 m gefertigt.

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Die Fliesen wurden auf einen Unterbau herkömmlicher Art, der diesmal aus einer Betonfläche bestand, unter Verwendung von geschmolzenem Bitumen aufgeklebt und anschließend durch einmaliges Überwalzen innig mit dem Unterbau verbunden. Es wurde so eine Straßenoberfläche mit hellgrüngrauer Färbung und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, welche den Eigenschaften der herkömmlichen Bitumen-Sandoberflächen weit überlegen waren, erhalten.

Beispiel 3: Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise wurde Basaltsand mit einer Korngröße bis 5 mm im Verhältnis von 90 : 10 mit Polyolefinabfällen vermischt; die Vorwärmtemperatur des-Sandes betrug 2 3O°C. Der Sand wurde im warmen Zustand transportiert und auf herkömmliche Weise auf einen Straßenuntergrund auf Basis von Bitumen-Schotter aufgebracht und anschließend gewalzt. Die Dicke der so aufgebrachten Schicht betrug 30 mm. Es wurde eine graugrüne Straßenoberfläche erzielt, die ebenfalls ausgezeichnete mechanische Festigkeit besaß.

In allen Fällen ist es möglich, durch Aufbringen von Sand auf die noch warme, thermoplastische Oberfläche der vorfabrizierten Folie oder des an Ort und Stelle aufgebrachten Belages die Rauhheit und damit Griffigkeit der Straßenoberfläche weiter zu verbessern. _

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Claims

Patentansprüche:

Straßenbelag auf Basis von zerkleinerten Steinen und einem thermoplastischen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bindemittel thermoplastische Kunststoffabfälle, wie insbesondere Hoch- oder Niederdruckpolyolefine, gegebenenfalls zusammen mit Weichmachern hierfür enthält.

2. . Straßenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Weichmacher niederschmelzende thermoplastische Kunststoffabfälle, wie beispielsweise Polystyrol oder vorzugsweise niederschmelzende Bituminaarten, in einer Menge bis zu 20 % eingesetzt werden.

3. Straßenbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form einer vorgefestigten Folie mit einer Stärke von etwa 20 bis 30 mm in Rollen- oder Plattenform vorliegt. Λ

Ί. Verfahren zur Herstellung eines Straßenbelages nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gkennzei.chn.et, daß auf geeignete Korngröße, insbesondere im Gebiet bis zu 10 mm Korndurchmesser, gebrachter Sand zunächst auf eine Temperatur, welche maximal bei der Zersetzung^temperatur der verwendeten Thermoplaste liegt, vorgewärmt und anschließend mit Thermoplastabfällen, insbesondere Polyolefinabfallen, gegebenenfalls unter Zusatz von Wcichmachern_# mechanisch vermischt und schließlich in heißem Zustand zu Platten, Bahnen

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od.dgl. verformt bzw. direkt auf den Straßenunterbau aufgebracht wird.

5. ■ Verfahren nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß der Sand vor dem Vermischen auf eine Temperatur von etwa 200 bis 2 8O°C erwärmt wird.

6. ' Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch kennzeichnet, daß die Vormischung bei einer Temperatur durchgeführt wird, die etwa 10 bis 15°C unterhalb des Zersetzungspunktes der Thermoplastabfälle liegt. ' '

7. Verfahren zum Aufbringen von vorgeformten Straßenbelagsfliesen bzw. -bahnen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßenbelagsteile auf den Unterbau aufgeklebt bzw. aufgeschmolzen werden.

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