DE2336128A1 - PROCEDURES FOR CONSTRUCTION OF ROAD COVERINGS AND OTHER STRUCTURAL LAYERS - Google Patents
PROCEDURES FOR CONSTRUCTION OF ROAD COVERINGS AND OTHER STRUCTURAL LAYERSInfo
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Description
riorität: 18. Juli 1972, Kanada, Nr. 147 398Priority: July 18, 1972, Canada No. 147 398
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Bau von Strassendecken und anderen tragfähigen Schichten, z. B. von KLugzeuglsnöe-"bahnen und Parkflächen. ' "The invention "relates to a method for building road surfaces and other load-bearing layers, e.g. B. from KLugzeuglsnöe- "trains and parking areas. '"
Das Zumischen von Schwefel zum Mischgut für den Bau von Strassendecken ist heute schon allgemein bekannt. Ins Gewicht fallende Schwefelraengen vairden aber bisher deshalb nicht in der Praxis zum Mischgut für den grosstechnischen Strassenbau zugemischt, weil bisher nicht bekannt war, wie Strassen und StrassendeckenThe addition of sulfur to the mix for the construction of road surfaces is already well known today. So far, however, significant amounts of sulfur have not been used in practice added to the mix for large-scale road construction, because so far it was not known how streets and road surfaces
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mit entsprechender Qualität und Tragfähigkeit unter Verwendung von Schwefel enthaltendem Mischgut gebaut werden müssen.with appropriate quality and load capacity using must be built of mixed material containing sulfur.
Bituminöse Stressendecken. bestehen im allgemeinen aus einer oder mehreren Lagen eines Mischgutes aus Bitumen und Füllstoff, die auf eine oder mehrere gebundene oder ungebundene Kies-, Sandoder Schotterlagen oder direkt auf den Bodenuntergrund aufgebracht werden kann (können). Auf einem Bodenuntergrund mit ausreichender Tragfähigkeit kann die aus Bitumen und Füllstoff bestehende Lage direkt, ohne Aufbringen von Zwischenschichten aus Kies, Sand oder Schottea^, verlegt werden.Bituminous stress blankets. generally consist of one or several layers of a mixture of bitumen and filler, which on one or more bound or unbound gravel, sand or Gravel layers or can be applied directly to the substrate. On a substrate with sufficient The layer consisting of bitumen and filler can carry the load-bearing capacity directly, without the need to apply intermediate layers Gravel, sand, or schottea ^, are laid.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, Strassendecken direkt auf einen beliebigen, gegebenenfalls sehr weichen Bodenuntergrund zu verlegen und macht es überflüssig, zunächst eine Lage aus Kies, Sand oder Schotter (Unterbau) auf den Bodenuntergrund aufzubringen oder diesen z. B. mittels einer Verdichtungsbehandlung oder durch Stabilisierung seiner Oberfläche mit Zement oder anderen Materialien zu verfestigen.The present invention enables road surfaces directly on any, possibly very soft, substrate and makes it superfluous to first apply a layer of gravel, sand or crushed stone (substructure) to the substrate or this z. B. by means of a compaction treatment or by stabilizing its surface with cement or to solidify other materials.
Die Erfindung stellt somit ganz allgemein ein Verfahren zum Bau von Straf? sen de c keh und anderen tragfähigenSehichtenauf einem beliebigen Bodenuntergrund mittels Aufbringen eines spezifischen aus Schwefel, Bitumen und .Füllstoff bestehenden Mischgutes zur Verfügung, wobei jedoch ganz bestimmte Vorschriften für den Bau der Strasse beachtet werden müssen.The invention thus generally provides a method of construction from punishment? sen de c keh and other load-bearing layers on any Substrate by applying a specific mixture consisting of sulfur, bitumen and filler Available, but with very specific regulations for the construction the road must be observed.
Die Erfindung betrifft demgemäss ein Verfahren zum Bau von Stras-The invention accordingly relates to a method for building roads
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SHU dc ο ken. und anderen t rasfähigen ScMtttffijdöis dadurch gekean&eichnet ist, dass mar? ein Mischgut- öus Schwefel, Bitumen uad eicer, I'ü-lleliOiT" mit einfi-r Morschall-ßtsbilität voa 453,6 bis 3628,8 kg böi oijior .IPcnpeTCd-ui1 xmtC/ii^ C in Form feinerScfcichfc verlegt, die mim. s*isöhlies53Gnd du Γ tiingebuagstGfflper-atU-r sbküJilen !liest und deren Dicke getauss der apirisclieaSHU dc ο ken. and other high-speed scMtttffijdöis is recognized by the fact that mar? A mixture of sulfur, bitumen uad eicer, I'ü-lleliOiT "with a simple morschall-ßtsbilität of 453.6 to 3628.8 kg böi oijior .IPcnpeTCd-ui 1 xmtC / ii ^ C laid in the form of feinerScfcichfc, the mim. s * isöhlies53Gnd du Γ tiingebuagstGfflper-atU-r sbküJilen! reads and their thickness getauss the apiriscliea
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wird., -in tier- ,will., -in animal-,
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Die Tragfähigkeit des Bodenuntergrundes wird in der vorstehenden Formel in Prozenten gemäss dem California- Bearing-Batio-Verfah— ren ausgedrückt. Dieses Verfahren ist unter anderem in Highway Engineering Handbook, 1. Auflage, I960, Seiten ^>7 bis 58, von Kenneth B. Voods, Donald S. Berry und William H. Goetz (Herausgeber: McGraw-Hill Book Company Inc.) beschrieben.The load-bearing capacity of the subsoil is expressed as a percentage in the above formula according to the California-Bearing-Batio method. This method is described, inter alia, in Highway Engineering Handbook, 1st edition, 1960, pages ^> 7 to 58, by Kenneth B. Voods, Donald S. Berry and William H. Goetz (editors: McGraw-Hill Book Company Inc.) .
Gemäss der vorliegenden Erfindung liegt die CBR-Iragfähigkeit de's Bodenuntergrundes, auf welche die Strassendecke direkt aufgebracht werden kenn, v'j-ruugsweise zwischen 1 und 25, insbesondere zwischen 2 und 10 und speziell zwisehen 2 und 6.According to the present invention, the CBR load capacity is de's subsoil onto which the road surface is directly applied are known to be between 1 and 25, in particular between 2 and 10 and especially between 2 and 6.
Es kann jedoch auch beim erfinclungsgemäcäen Verfahren vor der Verlegung der Sohwefel/Asphalt-ScMditeine Asjjhsltecibjcht auf den Bodenuntergrund aufgebracht werden. Es ist ausserdem möglich, aufHowever, it can also be done with the method according to the invention before laying the sulfur / asphalt scMditeine Asjjhsltecibjcht on the substrate be applied. It is also possible to
lalo Oberfläche/ l alo surface /
der ßcfrwefel/Asplia It-Schichteine Asphaltiert/ zu verlegen. In diesen beiden Fällen bezieht sich die berechnete Dicke gemäsß der vorstehenden Formel oder die vorzugsweise veri^endete Mindestdicke auf die Gesamtdicke der Asphalt-- plus der Schwefei/Asphalt-Schicht. the ßcfrwefel / Asplia It layer an asphalted / to be laid. In these In both cases, the calculated thickness is based on above formula or the preferably veri ^ ended minimum thickness on the total thickness of the asphalt plus the sulfur / asphalt layer.
Das erfindungsgemäsö zu verwendende Mischgut enthält einen oder mehrere Füllstoffe. Grundsätzlich kann ein beliebiger Füllstoff, vorzugsweise ein Mineralfüllstoff, wie Sand, Kies, Schlacke oder Steine, verwendet werden, die sowohl in saurer Form, z. B. als Granit, oder in basischer Form, z. B. als Kalkstein, vorliegen können. Solche Füllstoffe können eine gute Kornabstufung aufweisen.The mix to be used according to the invention contains one or more fillers. In principle, any filler, preferably a mineral filler, such as sand, gravel, slag or stones, can be used which are both in acidic form, e.g. B. as granite, or in basic form, e.g. B. as limestone, may be present. Such fillers can have a good grain gradation.
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Vorzugsweise wird jedoch ein mineralischer Füllstoff mit schlechter Kornabstufung, wie Sand mit einheitlicher. Korngrösse, verwendet. Die Verwendbarkeit von mineralischem Füllstoff mit schlechter komabstufungtejm erfindungsgemässen Verfahren ist umso überraschender, als bei Verwendung eines solchen Füllstoffes in Bchwefeifreiem, bituminösem Mischgut Strassendecken oder Schichten von schlechter Qualität erhalten werden. -. . ■■■-=■-Preferably, however, a mineral filler is worse Grain gradation, like sand with more uniform. Grain size, used. The usability of mineral filler with poor Komabstufentejm method according to the invention is all the more surprising, than when using such a filler in sulfur-free, bituminous mix of road surfaces or layers of poor quality can be obtained. -. . ■■■ - = ■ -
Bei1 Begriff "Füllstoff" bezieht sich in der vorliegenden Beschreibung nicht auf eine bestimmte Minderbteixohengrösse oder seine Kömabstufung.Wegen des verhältnismässig grossen Schwefelgehalts im erfindungsgemäns zu verwendenden Mischgut wird es möglich, schlßchtkomabgsstuften Füllstoff als einzigen Füllstoff zu verwenden, ohne dadurch die mechanischen Eigenschaften der gebauten Strassendecken oder Schichten zu beeinträchtigen.With 1 term "filler" in the present description does not refer to a certain minor size or its grading. Because of the relatively high sulfur content in the mixture to be used according to the invention, it is possible to use filler graded as a single filler, without thereby affecting the mechanical properties of the built Impact road surfaces or layers.
Das Schwefel, Bitumen und Füllstoff enthaltende Mischgut weist vorzugsweise eine Marshall-Stabilität von 4J?4 bis 1816 kg und insbesondere von 454 bis 1135 kg auf.The mixed material containing sulfur, bitumen and filler preferably has a Marshall stability of 4J? 4 to 1816 kg and in particular from 454 to 1135 kg.
Der das Verhältnis zwischen der Dichte des Asphalts und des Schwefel enthaltenden Asphalts darstellende- Faktor f vieist vorzugsweise einen Wert von 1,1 bis 1,2 auf.'The relationship between the density of the asphalt and the Sulfur-containing asphalt constituting factor f is much preferred a value from 1.1 to 1.2. '
Das Schwefel/Bitumen und Füllstoff enthaltende Mischgut enthält Schwefel und Bitumen vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis J : 1 bei einem Bitumengehalt des Gesamtmischgu'ts von mindestens 3 Gewichtsprozent. Vorzugsweise wird einThe mixture containing sulfur / bitumen and filler preferably contains sulfur and bitumen in a weight ratio from 1: 1 to J: 1 with a bitumen content of the total mix of at least 3 percent by weight. Preferably a
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12 bis 15 Gewichtsprozent Schwefel, 4 bis 7 Gewichtsprozent Bitumen und 72 bis 82 Gewichtsprozent Sand enthaltendes Mischgut verwendet.12 to 15 percent by weight sulfur, 4 to 7 percent by weight bitumen and mix containing 72 to 82 weight percent sand used.
Die Einhaltung der vorstehenden vorzugsweise verwendeten V/ertbereiche bei der Herstellung des Mischgutes ermöglichen den Bau .von Strassendecken mit einer bestimmten Flexibilität. Je mehr sich das Gewichtsverhältnis von Schwefel zu Bitumen dem Wert 3 : 1 nähert, desto geringer wird die Flexibilität und umso grosser die Starrheit der -aus diesem Mischgut hergestellten Strassendecken. Strassendecken mit noch grösserer Starrheit können durch Anwendung eines Schwefel/Bitume-n-Gev.aobtsverhältnisses von 3 : 1 bis 7 '· 1 bei einem Bituraengehalt des Mischgutes von mindestens 2 Gewichtsprozent erhalten werden. Die Figur enthält ein Diagramm, in dem die Marshall-Stabilität als Funktion der Zusammensetzung des Mischgutes aufgetragen ist. In diesem Diagramm stellen die Kurven A bis GJYkrshail-Stabilitäten von 227, W, 908, 1362, 1816, 2270 bzw. 2724 kg.dor. Auf der Basis des Trapezes ist der Schwefelgehalt in Gewichtsprozent, auf der linken Seite des Trapezes der Sandgehalt in Gewichtsprozent und auf der rechten Seite der Bitumengehalt in Gewichtsprozent aufgetragen.Compliance with the above preferably used ranges in the production of the mixed material enables the construction of road surfaces with a certain flexibility. The closer the weight ratio of sulfur to bitumen approaches the value 3: 1, the lower the flexibility and the greater the rigidity of the road surface made from this mix. Pavements with even greater rigidity can be obtained by use of a sulfur / Bitumen-n-Gev.aobtsverhältnisses of 3: 1 to 7 are obtained '· 1 at a Bituraengehalt of the mixture of at least 2 weight percent. The figure contains a diagram in which the Marshall stability is plotted as a function of the composition of the mix. In this diagram, curves A through GJYkrshail represent stabilities of 227, W, 908, 1362, 1816, 2270 and 2724 kg, respectively. On the basis of the trapezoid, the sulfur content is plotted in percent by weight, on the left-hand side of the trapezoid the sand content in percent by weight and on the right-hand side the bitumen content in percent by weight.
Zur Herstellung eines Mischgutes mit einer bestimmten Marshall-Stabilität lässt sich aus diesem Diagramm die Zusammensetzung eines Mischgutes ablesen, das unter Verwendung eines bestimmten Füllstoffes, nämlich von mittelgrobem Sand,und eines Bitumens mit einer Penetration von 150/200, verwendet werden kann. -Ähnliche.For the production of a mix with a certain Marshall stability the composition can be seen from this diagram read of a mixed material using a certain filler, namely medium-coarse sand, and a bitumen with a penetration of 150/200 can be used. -Similar.
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Figuren lassen sicli für andere Füllstoffe angeben. Auf diese weise kann mittels der vorstehenden Formel und des Diagramms die erwünschte Dicke einer Stressen decke Td ei- Verwendung eines Mischgutes niit einer annehmbaren Marthall~Stabilitat errechnet v/erden, wobei die Marsha11-Stabilität" jetzt als eine Bituuen/iüllfstoff-Zusammensetzung definiert werden kann.Figures can be indicated for other fillers. To this wisely, using the above formula and the diagram, the Desired thickness of a stress cover Td using a mixed material calculated with an acceptable Marthall stability, with the Marsha11 stability "now as a Bitumen / filler composition can be defined.
Das Ft inch» ut muss bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunkts des Schwof elf-, d- h. oberhalb 112,8° C hergestellt .werden. Um die Bildung schädlicher Prrspfe zu vermeiden, vrird das Mischgut vorscugcv/oise bei Temperaturen unterhalb 160 G hergestellt. Vorzugsweise werden fÜ3? die Herstellung dos Mischgutes und für seiro Aufbringung Temperaturen von 1P0 bis 150° G-"verwendet.The Ft inch »ut must be used at temperatures above the melting point des Schwof eleven, i.e. produced above 112.8 ° C. Around to avoid the formation of harmful tests, the mix is vrird Prepared vorscugcv / oise at temperatures below 160 G. Preferably fÜ3? the production of mixed goods and for seiro application temperatures from 1P0 to 150 ° G- "are used.
Als Schwefel muss in dem erfinaungsgeraäss au verwendenden Misohgui; elan entere?," d.h. nicht gebundener Schwefel, verwendet -weraen. Hs eignet sich dafür Schwefel in einem beliebigen physikalischen Zustand. Die rlißchtemperatur sollte--vorzugsweise 1?7° G nicht überschreiten, ca bei höheren Temperaturen eiiie/"5eaktion. z\vdschen dem Bitumen und dem-"Schwefel eintreten kann, die gegebenenfalls zu einer Herabsetzung der Verformbarkeit und der Werte' der Marshall-Stabilität des Mischgutes führt. : The sulfur used in the invention must be misohgui; elan entere ?, "ie unbound sulfur, uses -weraen. Sulfur in any physical state is suitable for this. The flow temperature should preferably not exceed 1? 7 ° G, approx. at higher temperatures a reaction. z \ vdschen bitumen and sulfur can occur, which may lead to a reduction in the deformability and the values of the Marshall stability of the mix .:
Das Mischgut ksnn ein beliebiges Bitumen enthalten. Vorzugsv/eise v.rird jedoch Bitumen mit einer- Penetration von 25 bis 500 und insbesondere von 80 bis 180 dmm bei 25° G verwendet; -: Die im allgeineinen für den Sti'assenbaü verv,rend.eten Bitumen, die ■ ■ auch vorzugsweise für das erfi'ndungsgemässe Verfahren verwendet:The mix can contain any bitumen. Preferred version of However, r ird used with bitumen on the one penetration of 25 to 500 and especially from 80 to 180 dmm at 25 ° G; -: The verv in allgeineinen for Sti'assenbaü, r end.et en bitumen, the ■ ■ also preferably used for the method erfi'ndungsgemässe:
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werden, sind geblasene oder angeblasene Bitumen aus Erdölrück— 'ständen, d. h. aus Rückstandsölen.are blown or blown bitumen from petroleum back 'stands, d. H. from residual oils.
.Es können jedoch auch andere Rückstände, wie Kohlenteer und Kohlenteerpech verwendet werden, sowie-Gemische dieser Materialien mit anderen Bitumen. Der Begriff "Bitumen" umfasst in der 'vorliegenden Beschreibung alle Materialien dieser Art.However, other residues such as coal tar and Coal tar pitch can be used, as well as mixtures of these materials with other bitumen. The term "bitumen" in the present description includes all materials of this type.
Vorzugsweise verwendete Bitumen weisen einen Penebrationsindex Li-macs J. Ph. Pfeiffer & P.M. van Doormaal, J. Inst. Petroleum, Techn. , 22 (ΐ93δ)ι Seite 4Ή, von -2 bis +2 und vorzugsweise von -1 bis O auf.Bitumens that are preferably used have a penetration index Li-macs J. Ph. Pfeiffer & P.M. van Doormaal, J. Inst. Petroleum, Techn., 22 (ΐ93δ) ι page 4Ή, from -2 to +2 and preferably from -1 to O.
Ein heisses Sohwefel-Bitumen-Mischgut "besitzt eine hohe Fliessfähigkeit. Dadurch werden die Hohlstellen des Füllstoffs schnell soweit vermindert, dass ohne Verdichtung· durch Walzen ein stabiles I'üllstoffskelett gebildet wird und demgemäss das herkömmliche Walzen zur Verdichtung der gebauten Strassendecken überflüssig wird.A hot sulfur-bitumen mix "has a high flowability. This makes the voids of the filler quick reduced to the extent that without compaction · by rolling a stable The filler skeleton is formed and, accordingly, the conventional rolling for compacting the built road surface is superfluous will.
Die Oberfläche einer erfindungsgomäss gebauten Strassendecke wird durch den Verkehr nicht abgeschliffen, sondern behält ihre rauhe "Sandpapier"-ßtruktur bei. Messungen der Rutschfestigkeit ergaben, dass erfindungsgemäss hergestellte Strassendeeken eine grössere Widerstandsfähigkeit als herkömmliche mit Asphalt hergestellte Strassendeeken aufweisen.The surface of a road surface built according to the invention is not worn down by the traffic, but retains theirs rough "sandpaper" structure. Measurements of the slip resistance showed that street ceilings produced according to the invention have a greater resistance than conventional pavement ceilings made with asphalt.
Ausseitön weisen die erfindungsgemäss hergestellten StrassendeckenThe road surfaces produced according to the invention have an exterior appearance
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-Q--Q-
eine geringe Wasserdurchlässigkeit auf, und ihr Steifheitsmodulhave a low water permeability, and their modulus of stiffness
ist weniger temperatürabhängig als die von herkömmlichen Asphaltstrassen decken.is less temperature-dependent than that of conventional asphalt roads cover.
' Die Verwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Schwefel/Asphalt-Decken, soxvie die mit ihnen erzielbaren Vorteile sind nachstehend zusammengefasst:'' The possible uses of the present sulfur / asphalt pavements, soxvie the benefits that can be achieved with them are summarized below:
Jarv; en dune smögliqhke i t Strassenbau ~ als Oberflächenschicht, als Unterbau oder Arbeit sp la tt form auf schwachem. Bodenuntergrund Yes rv; en dune smög liqhke i t road construction ~ as a surface layer, as a substructure or work late form on weak. Subsoil
Erzielbare Vorteile Die strukturellen Dickeanforderungen können leicht berechnet werden, es ist kein Walzen erforderlich, es kann wenig kostspieliger KUJäaafr verwendet v/erden, die Decke \vreist eine geringere Temperaturabhängig-keit und Wasserdurchlassigkeit, sowie " gute Marshall-Etabilitäten und eine gute Rutschfestigkeit auf. Recoverable Vo rteile The structural thickness requirements can be easily calculated, it is no rollers necessary, there may be little costly KUJäaafr used v / ground, the ceiling \ v r eist ness temperature dependent-less and Wasserdurchlassigkeit, as well as "good Marshall Etabilitäten and good Slip resistance.
Strassenaußbesserung-Flick- Es ist kein Walzen und kein arbeiten, Aufbringen von neuen Planieren unter Erwärmen erfor-Oberflächenlagen auf zerfurchte, derlich, das Gemisch für die schwitzende oder abgefahrene Flickarbeiten kann wiederholt Strassen. verwendet werden, das K-ischgutRoad repair-Flick- There is no rolling and no work, application of new leveling under heating research surface layers on furrowed, dull, sweaty or wacky patchwork mixes can be repeated Streets. be used, the K-ischgut
bindet schnell ab und ermöglicht eine hohe Arbeitsleitung..sets quickly and enables high work performance.
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Anwendung bei der Herstellung anderer tragender Decken Gehwege, Plattformen für die Container-Verladung, Plattformen für Bohrtürme, Auftankflachen in Plughäfen, Fahrbahnen von Brücken, Eüttelstrekken und IsolationsschichtenUsed in the manufacture of other load-bearing slabs walkways, Platforms for container loading, platforms for derricks, refueling areas in plughafen, lanes of bridges, Eüttelstrekken and insulation layers
Anwendung im allgemeinen Bauwesen - Industraefussböden und FundamenteApplication in general construction - industrial floors and foundations
Widerstandsfähigkeit gegen Kriechen und Deformation, sowie gegen Angriff von Lösungsmitteln, herabge .setzte liorrο Bi on von Brückendecken wegen der Undurchlänsigkeit gegen Was.ser und Salz, niedrige Wärmeleitfähigkeit. Resistance to creep and deformation, as well as to attack by solvents, depreciated liorrο Bi on of bridge decks because of the impermeability to water and salt, low thermal conductivity.
Mechanische Festigkeit und Wasnerundurch.LässigkeitMechanical strength and waterproofness
V/ie .schon vorstehend erwähnt, können Schwefel/Asphalt-As mentioned above, sulfur / asphalt
auf eine Asphalt-Schicht verlegt werden und die genäss der vorstehenden Formel berechnete Dicke bezieht sich dann auf die Gesamtdicke der »Schwefel/A.sphalt-S±ocht plus der Asphalt-ßclicht. Bei der Ausbesserung existierende1 Strassenoberflächen können ,Schwefel/ Asphalt-SMdlm mit einer Dicke bis herab 2.u 5 mn. aufgebracht werden, da die verlegte Schwefe l/Asphalt-Scfakiitnach dem Abkühlen eine hohe Festigkeit aufweist und.schwierig zu deformieren ist. Die Vorteile der Strassenausbesserung mit Schwefel/Asphalt liegen darin, dass (a) erheblich dünnere Schichten aufgebrachtlaid on an asphalt layer and the thickness calculated according to the above formula then relates to the total thickness of the »sulfur / asphalt layer plus the asphalt layer. When repairing existing road surfaces 1 , sulfur / asphalt SMdlm with a thickness down to 2 and 5 mn. must be applied because the laid sulfur / asphalt scfakiite has a high strength after cooling and is difficult to deform. The advantages of road repairs with sulfur / asphalt are that (a) considerably thinner layers are applied
werden können, als bei Verwendung von anderen Materialtypen (wie feinem Kaltasphalt und ßandteppichen), die in der Praxis mindestens in einer Dicke von 10 bis 15 ram aufgebracht werden müssen, dass (b) bei der Verlegung einer ßchwefel/Asphalt-ßchicht mit schwankender Dicke zur Wiederherstellung einer deformierten Asphaltstcäßenoberfläche wegen der Festigkeit derthan when using other types of material (such as fine cold asphalt and ßand carpets), which in practice are applied at least 10 to 15 ram thick must that (b) when laying a sulfur / asphalt layer with varying thickness to restore a deformed asphalt road surface due to the strength of the
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BAD'BATH'
nchwe.fel/Asp'halt-S±ncht keine Differentialverdichtung zwischen den dünnen und den dicken Flächen auftritt, und. dass (c) Sand mitSulfur / Asphalt-S ± not no differential compression between the thin and thick surfaces occurs, and. that (c) sand with
kigen, scharfkantigen Teilchen verwendet werden "kann, was zu yOberfläche mit, kigen, sharp-edged particles are used can "what che to yOberflä with,
einer /guter Kutschfestigkeit führt·. Insbesondere kann der Füllstoff gehalt-des Mischgutes zu einem Teil aus einem speziellen abriebfesten Material·, wie cslciniertem Bauxit, bestehen. Der Schwefel/Asphalt kann aussex'dem für Spezialanwendungsgebiete bei der Aufbringung von O^erflächenlagen auf Strassen- und bei der Unterhaltung von Strossen dort verwendet werden, wo übIiehervjeise Gussasphalt verarbeitet wird» . B. v-reist ein 6 Ge\\'ichts~ ■proKerit Bitumen, 12 Gewichtsprozent Schwefel und 82 Gewichtsprozent Gussasphalt-Füllstoff ( Gi eb. an a Iy se: Durch 9 »51 aini MascibteDweite gehen 100 %\ durch 4,76 ram 52 %, durch 2,38 am 42'%, curch 1,19 mm 41 %, durch 0,595 "am"40;%, durch 0,295 ^m 39,6 %, durch 0,149 mm 55 % und durch 0,0?4 mm 30 %, "VMA 20,4) enthaltender Schwefel/Asphalt eine Marshall-Btabilität von 1701 kg, einen.Karshall-Pliesswert (0,01 mm) von 2,3 und in heissem Zustand gute Fliesseigenschaften auf.a / good carriage stability leads ·. In particular, the filler content of the mixed material can partly consist of a special abrasion-resistant material, such as clined bauxite. The sulfur / asphalt can also be used for special areas of application in the application of surface layers on roads and in the maintenance of bench stops wherever mastic asphalt is usually processed. B. v-travels a 6 weight perKerit bitumen, 12 weight percent sulfur and 82 weight percent mastic asphalt filler (Gi eb. An ay se: Through 9 »51 aini MascibteDweit 100 % go through 4.76 ram 52%, through 2.38 at 42%, through 1.19 mm 41%, through 0.595 "at"40;%, through 0.295 ^ m 39.6 %, through 0.149 mm 55 % and through 0.0? 4 mm 30%, "VMA 20.4) containing sulfur / asphalt a Marshall stability of 1701 kg, a.Karshall Pliess value (0.01 mm) of 2.3 and good flow properties when hot.
Die bchwefel/AGphalt-ßchichten zeigen eine verhältnismäsBig geringe Wärmeleitfähigkeit und eignen sich deshalb insbesondere für solche Anwendungszwecke,hei denen eine 'geringe Wärmeleitfähigkeit wesentlich'ist, wie s. B. im Strassenbau als Frostseliutzlagen oder als Ersatz für die Bodenlage für in ganzer Tiefe aus Asphaltbeton bestehende Bauten, wodurch ein vermindertes Eindringen des Frostes erzielt"werden kann. Ein €-rund für die niedrige Wärmeleitfähigkeit"ist das Fehlen von mitein- : ander verbundenen Luft-Hohlräumen'in S'chwe fei/Asphalt, der einenThe sulfur / AGphalt layers show a relatively low thermal conductivity and are therefore particularly suitable for those applications where a 'low thermal conductivity is essential', such as in road construction as frost layers or as a replacement for the soil layer for the entire depth asphalt concrete existing buildings, whereby a decreased penetration of the frost. "a € can be -around for the low thermal conductivity" obtained is the absence of with each: other associated air Hohlräumen'in S'chwe fei / asphalt, of a
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Hohlraumgehalt von weniger als 16 Volumenprozent "besitzt. Die Wärmeleitfähigkeiten von Sehwef elasphalt- und von sehwefelfreiem Bitumen/Füllstoff-Mischgut sind nachstehend zusamnengefasst:Has a void content of less than 16 volume percent ". The Thermal conductivities of Sehwef elasphalt and of sulfur-free Bitumen / filler mixes are summarized below:
Material Schüttdichte Wärmeleitfähigkeit g/cm.? kcal/mhMaterial bulk density thermal conductivity g / cm.? kcal / mh
Schwefel/AsphaltSulfur / asphalt
Schwefei/AsphaltSulfur / asphalt
AsphaltbetonAsphalt concrete
Asphaltmastix 'Asphalt mastic '
Sandasphalt ist wegen seiner Wasserdurchlässigkeit nicht für Isolationsschichten geeignet.Sand asphalt is not suitable for insulation layers because of its water permeability.
Da im -Mischreit für das erfindungsgemässe Verfahren Sand und aniere verhliltnisinässig "billige Füllstoffe mit·· zufriedenstellenden Ergebnissen eingesetzt werden können, eignet sich das vorliegende Verfahren ausserdem in idealer V/eise für Anwendungsgebiete, wie die Herstellung von Fundamentschichten und Arbeitsplattformeri für schweres Gerät, deren Herstellung aus Schwefel-Asphalt-Mischgut unwirtschaftlich wäre, wenn gutkornabgestufteFüllstoffe verwendet werden müssten. Arbeitsplattfonaen oder ähnliche lasttragende Oberflächen werden im allgemeinen dort verwendet, wo grössere Bauten auf einem relativ schwachen Bodenuntergrund errichtet werden müssen. Üblicherweise v/erden für diesen Zweck ein unbefestigter Unterbau oder ein mit Beton behandelter Boden verwendet. Solche Materialien weisen jedoch bestimmte technische Nachteile auf. Ein unbefestigter Unterbau weist z. B. eine geringe Tragfähigkeit auf und kann sowohl wäh-Since in -Mischreit for the inventive method sand and aniere comparatively "cheap fillers with ·· satisfactory Results can be used, the present method is also ideally suited for areas of application, such as the production of foundation layers and working platforms for heavy equipment, their production from The sulfur-asphalt mix would be uneconomical if the fillers were graded according to the size of the grain would have to be used. Worktops or similar load-bearing surfaces are generally used Used where larger structures have to be erected on a relatively weak subsoil. Usually v / earth an unpaved substructure or concrete treated floor is used for this purpose. However, such materials have certain technical disadvantages. An unpaved substructure has z. B. has a low load-bearing capacity and can
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■ rend des Baus wie während seiner Einsatzzeit zu einer Wasserfalle werden. Die Herstellung von mit Beton behandelten Böden erfordert besonderes Gerät und die hergestellte Decke muss vor ihrer Indienststellung für eine bestimmte Zeitspanne abbinden. Die erfindungsgemässen Schwefel/Asphalt-Deeken weisen diese Nachteile nicht oder nur in erheblich geringerem Masse auf und bieten deshalb gegenüber den derzeit angewendeten Verfahren zum Bau von Unterbauschichten und Arbeitsplattformen,,eine vorteilhafte andere Möglichkeit. - - -■ rend of the construction as during its deployment time to a water trap will. The manufacture of concrete treated floors requires special device and the blanket produced must set for a certain period of time before being put into service. the sulfur / asphalt coatings according to the invention have these disadvantages not or only to a significantly lesser extent and therefore offer compared to the currently used methods for building Substructure layers and work platforms, an advantageous other Opportunity. - - -
Die Herstellung des Mischgutes wird mittels Erwärmen der Komponenten auf geeignete Temperaturen, das zu einer Temperatua:· des fertigen Mischgutes von etwa 120 bis 177° G .führt, durchgeführt. Bei Verwendung von kristallinem Schwefel sollte dafür Sorge getragen werden, dass das erwärmte Bitumen und der erwärmte !Füllstoff eine ausreichende Wärmeenergie zum Schmelzen des Schwefels aufweisen und ausserdem noch zu den vorpjenannten Temperaturen des fertigen Mischgutes führen. Die Mischanlage kann in folgender Reihenfolge mit den Komponenten beschickt werden:The mix is produced by heating the components to suitable temperatures leading to a Temperatua: · des finished mix of about 120 to 177 ° G. leads, carried out. When using crystalline sulfur, care should be taken to ensure that the heated bitumen and the heated! Filler have sufficient heat energy to melt the sulfur and also at the pre-stressed temperatures of the finished mix. The mixing plant can be charged with the components in the following order:
1) Zum Füllstoff wird zunächst Bitumen und zum dabei erhaltenen Füllstoff/Bitumen-Gemisch dann Schwefel zugesetzt.1) Bitumen is first used as the filler and the resulting filler The filler / bitumen mixture is then added with sulfur.
2) Zum Füllstoff wird' zunächst Schwefel und dann zum erhaltenen Füllstoff/Schwefel-Gemisch Bitumen zugesetzt.2) The filler becomes' first sulfur and then the obtained one Bitumen filler / sulfur mixture added.
3) Schwefel und Bitumen werden zum Füllstoff gleichzeitig zugesetzt. 3) Sulfur and bitumen are added to the filler at the same time.
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Bei Verwendung der ersten Reihenfolge beim Vermischen erhält man ein Mischgut, bei dem die Füllstoffteilchen mit einer dünnen Bitumenschicht überzogen sind, deren Dicke von der Konzentration des Bitumens im Mischgut abhängt. Je nach dem Verhältnis von Schwefel zu Bitumen werden die Hohlräume zwischen den mit Bitumen überzogenen Füllstoffteilchen entweder sowohl mit Bitumen und Schwefel als auch in verschiedenem von der Zusammensetzung des Mischgutes abhängigem Ausmass hauptsächlich durch eine kontinuierliche Schwefelphase gefüllt.When using the first sequence when mixing, a mix is obtained in which the filler particles with a are covered with a thin layer of bitumen, the thickness of which depends on the concentration of the bitumen in the mix. Depending on the ratio from sulfur to bitumen, the voids between the bitumen-coated filler particles are either with bitumen and sulfur as well as to varying degrees depending on the composition of the mix, mainly by a continuous process Sulfur phase filled.
Die zweite und dritte Reihenfolge beim Mischen führt zu einem Mischgut, bei dem die Form und die Grosse der Hohlräume zwischen den Füllstoffteilchen durch Schwefel verändert worden sind, und bei dem die Hohlräume zwi sehen diesen veränderten fehrliDnpcrienterif?ül35boff-teilchenUnwesentlichen sowohl von Bitumen wie von Schwefel gefüllt werden.The second and third order of mixing leads to a mix in which the shape and size of the cavities between the filler particles have been changed by sulfur , and in which the cavities between these changed, very different particles are insignificant both from bitumen and from sulfur be filled.
Ein mittels eines der vorgenannten Mis cn verfahren hergestelltes Mischgut enthält erhebliche Mengen an einschlossener Luft. Das eingeschlossene Luftvolumen kann erheblich herabgesetzt werden, wenn man ein solches Mischgut unter seiner Oberfläche langsam rührt. Üblicherweise führt die Verringerung der Luft-Hohlräume auch zu einer erhöhten Stabilität der gebauten Decken.A mix produced by means of one of the aforementioned Mixing processes contains considerable amounts of trapped air. That Trapped air volume can be reduced considerably if such a mix is slowly placed beneath its surface stirs. Usually, the reduction in air voids also increases the stability of the built ceilings.
Die Verformbarkeitseigenschaften eines auf diese V/eise hergestellten Mischguts hängen von Art und Menge der in ihm enthaltenen Komponenten ab. Bei gegebenem Füllstoff hängt die Verformbarkeit direkt von dem Gesamtgehalt an flüssigem BindemittelThe deformability properties of a manufactured in this way Mixtures depend on the type and quantity of the components it contains. For a given filler, the deformability depends directly from the total content of liquid binder
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(Bj turnen und Schwefel ) des Mischgutes ab und es können für Gemische mit voneinander abweichenden Verformbarkeitseigensc ha ft en verschiedene Aufbring.ungs- oder Verlegungsverfahren verwendet werden. .(Bj turnen and sulfur) of the mix and it can be for Mixtures with differing deformability properties and different application or installation methods be used. .
Die leicht verformbaren sehr flüssigen Gemische können in eine Form gegossen werden und bilden ihre.._Oberfläche entweder selbst oder werden mechanisch ohne Verdichtung planiert.The easily deformable, very liquid mixtures can be converted into a Mold can be poured and form their .._ surface either by themselves or are mechanically leveled without compaction.
bofern eine Verdi^hturg /'in se hens wert ist, kann ein solches Kisehfrut mittels mechanischer Vibration entweder während oder nach der Verlegung verfestigt werden. Andererseits kann ein festeres eine geringere Flü.ssigkeitsmenge enthaltene^ und demgemäss schlechter verformbares Mischgut vollständig durch Anwendung von Vibrationskrliften, wie einer vibrierenden Abgleichbohle und/odor einem vibrierenden Stampfer herkömmlicher Asphalt-Verlegung siaa schinen, vex'dichtet werden. Zur Verlegung eines solchen steiferen rJischgutes ist keine Giessforni erforderlich und beochtlicherweise können alle vorgenannten Verlegungsverfahren ohne Verdichtung durch Walzen durchgeführt werden.If a Verdi ^ hturg / 'is worth seeing, such a Kisehfrut can solidified by mechanical vibration either during or after laying. On the other hand, a firmer a smaller amount of liquid contained ^ and accordingly Mixture that is more difficult to deform completely through the use of vibration forces, such as a vibrating leveling screed and / or a vibrating tamper for conventional asphalt paving siaa schinen, vex 'be sealed. To lay a No casting mold is required for such stiffer items and it is worth noting that all of the above installation methods can be used be carried out without compaction by rollers.
Hinsichtlich der strukturellen Festigkeit der erfindungsgemäss hergestellten tragfähigen Decken wird zur Unterscheidung von Scliwefel/Bitufiien/Füllstoff-Geiaischen, die in ihrer Marshall-Stabilität mit den bei Verwendung von herkömmlichem .Asphaltbeton erz-ieloaren . Ilöchstv;erten vergleichbar sind, von Schwefel/Bitumen/Füllstoff-Gemischen, die die Stabilität herkömmlicher Gemische übertreffen, eine willkürliche Elassi-With regard to the structural strength of the invention produced load-bearing ceilings is used to distinguish sulfur / bitumen / filler geiaischen, which in their Marshall stability with the use of conventional asphalt concrete ore-ieloaren. Ilöchstv; erten are comparable, of Sulfur / bitumen / filler mixtures that increase the stability of conventional Exceeding mixtures, an arbitrary Elassi-
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fizierung des Mischgutes in "elastisch" und "starr'1 eingeführt. Zur Klassifizierung der Festigkeit wird als Eriteriura eine Marshall-Stabilität von annähernd 1J62 kg bei einem Bituniengehalt, des Mischgutes von mindestens 3 % zur Verminderung der Brüchigkeit gewählt. Lab orurrb ersuchungen haben gezeigt, dass sich mit einem ders.rt festgesetzten MndecfcbitumaigMlL· "elö;-;ticclieH tragfähige Decken mit .Schwefel/Bituwen-Gewichtsverhältnicscri von 1 : 1 bis 3 : 1 und einen Bituiaengehalt des Gesomtmischgutr-s von mindestens 3 Gewichtsprozent herstellen lossen.. In diese Kategorie fallendes Ilischgut kann zum. Bau elar^'.rrher I-JtmßSfcrtdecken, von Arbeitsplattformen und anderen tragfähigen Oberfl äc hen ve rwendet wo rden -fication of the mixture in "elastic" and "rigid" 1 is inserted. In order to classify the strength of a Marshall stability of approximately 1J62 is as Eriteriura kg chosen to reduce the brittleness at a Bituniengehalt, the mix of at least 3%. Lab orurrb have ersuchungen shown that with one of the specified MndecfcbitumaigMlL · "elö;-; ticclie H load-bearing ceilings with a sulfur / bitumen weight ratio of 1: 1 to 3: 1 and a bitumen content of the total mixture of at least 3 percent by weight can be produced .. Ilischgut falling into this category can be used for. Construction elar ^ '. Previously used ceilings, of work platforms and other load-bearing surfaces -
Zur Herstellung von tragfähigen Decken mit grössererStarrheit kb'rm cn ßcliv;e f e 1/Bi tumeii/^ull st ο f f --G-emi .sehe mit.. G cvd. clit s ve rhäl t nißsen von Schwefel zu Bitunen voji 3 : 1 "^is 7 : 1 und Bitunengehalten, ciie je nach dem Hohlraumgehalt des I'üllstoffes und den AEv:endur>3szv;eck bis herab zu 2 Gev.richitHpilozent betrarrcr könneu / Jie . durch Verwendung geringer Biturnenniengen in llischgut erzielbaren Vorteile sind nachstehend aufgeführt:For the production of load-bearing ceilings with greater rigidity kb'rm cn ßcliv; efe 1 / Bi tumeii / ^ ull st ο ff --G-emi. See with .. G cvd. The ratio of sulfur to bitunene voji 3 : 1 "^ is 7 : 1 and bitunene content, depending on the void content of the filler and the AEv: endur>3szv; corner down to 2 Gev. r ichitHpi l The main advantages that can be achieved by using small bit sizes in mixes are listed below:
1) Die Neigung des Schwefels,beim Trsn^ort von Schv/efel/Füllstoff-Gerasehen nach unten zu sickern, wodurch ein iphomogones Mischgut erhalten wird, ke^n durch Zusatz geringer Bituiuenr-iongen herabgesetzt vie-rderx. Es wird angenommen, ötss durch eine Beschichtung der i'üllstoffe vor dem Schwefel zusatz der wirksame Durchmesser der Kapillaren des Mischgutes in ausreichendem Masse herabgesetzt wird, um die Neigung zui:j1) The inclination of the sulfur at the point of entry of Schv / efel / Füllstoff-Gerasehen seeping down, creating an iphomogones Mixture is obtained, ke ^ n by adding small Bituiuenr-iongen belittled vie-rderx. It is believed ötss by coating the fillers before adding sulfur the effective diameter of the capillaries of the mix in reduced to a sufficient degree to make the slope i: j
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-. 17 --. 17 -
Absickern zu verringern.Reduce seepage.
2) Der in Schwefel/Füllstoff-Hisehgut enthaltene Schwefel kri-■ ßtallibiert beim Abkühlen und verändert dabei sein ^Volumen,. WvL· sur Bildung van r/truizturellon,'im allgemeinen, in Fora. ·".2) The sulfur contained in sulfur / filler material becomes critical when it cools and changes its volume. WvL · sur education van r / truizturellon, 'in general, in Fora. · ".
grosser zusammenhängender innerer Hohlräume auftretenderlarge contiguous internal cavities occurring
dbi db i
Fahler führt YTei-ab dle visuelle Beobachtung, daßa der "Zusatz von Bitumen dieses Problem verkleinert. Es wird angeiKi&nrien,Fahler makes YTe i-ab the visual observation that the "addition of bitumen reduces this problem.
vSiiie,/ dass die einhsitlich in Mischgut" verteilte,/citiöblich unter der des Schwefels liegende lärv.'eichungütsrfiperctür- aufweisonde viskose Phase, die durch Zusatz eines bituminösen iiaterials erhalten wird, zur inneren Elastizität während dea Existallisierens des Schwefels beiträgt und damit die Bildung der Kristallstruktur des Schwefels unter einheitlicher Schrumpfung des Volumens des Mischgutes und ohne Bildung struktureller Fehler im gegossenen Stück ermöglicht. <vSiiie, / that the uniformly in mixed material "distributed, / citioblich under the noise level sensor lying on the sulfur viscous phase, which by adding a bituminous material is obtained, for internal elasticity during the Existallisens of the sulfur contributes and thus the formation of the crystal structure of the sulfur with uniform shrinkage the volume of the mix and without any structural formation Allowing errors in the cast piece. <
Abgegrenzte, zusammenhängende,nicht-verstärkte, gegossene Füllstoff-ßohviefel-Gejaische,' die Veränderungen der Umgebungf:-- tanperatur ausgesetzt sind, wie Strassendeeken, scheinen praktisch nicht anwendbar zu sein, da sie Stossfugen zur : Verhinderung!unregelmässiger Eissbildung erfordern« ,Der Zusatz, einer ausreichenden Menge bituminösen Materials, das innerhalb des-ν©rherr.selien'den Temp&raturbereiöhs visko-elastisch bleibt, führt zu.einer. Elastizität der - zusammenhängenden, gegos- senen Decke,. die ■ eine Volmiaenveränderung dieser Deeke bei «einer Veränderung der-Temperatur ohne Reissen der Decke : 'ermöglicht.Demarcated, coherent, non-reinforced, molded filler ßohviefel-Gejaische, 'the changes in Umgebungf: - are exposed tanperatur as road Deeken, seem almost impossible to be applicable as they butt joints to: require preventing irregular Eissbildung "The! Addition of a sufficient amount of bituminous material that remains visco-elastic within the temperature range, leads to a. Elasticity of the - coherent, cast ceiling. the ■ a change in the volume of this deeke with "a change in the temperature without tearing the ceiling : " enables.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1The examples illustrate the invention. Example 1
Beschreibung der in den Versuchen verwendeten Materialien Hi11 e 1grober-Gan d (Si ebanaIyse): Descriptio nce the ch s in the Versu Mat used erialien Hi11 e 1grober-Gan d (Si ebanaIyse):
Durch rlaschemreite
(Sieb)j ramBy rlaschemreite
(Sieve) j ram
Prozentpercent
2.2.
!,38 - 100!, 38 - 100
1,19 98,11.19 98.1
0,595 ' 81,20.595 '81.2
0,29? 48,00.29? 48.0
0,149 11,40.149 11.4
0,074 2,8- ·0.074 2.8-
Bituminöses Bindemittel.: Penetration 15O/I8O Schwefel: technischer elementarer SchwefelBituminous binder .: penetration 15O / I8O Sulfur: technical elemental sulfur
Verarbeitung des Hisehrrutes Processing of the heel rod
Der Sand und das Bitumen werden zuerst auf 150° C erwärmt und dann in den errechneten, erforderlichen Mengen im Verlauf von JO Sekunden mit einem Hobort-Mischer, Modell Kr. V-1401 miteinander vermischt. Das geschmolzene auf I500 C erwärmte Schwefelpulver wird dann zum Sand-Bitumen-Gemiseh zugesetzt und das Ganze weitere 30 Sekunden miteinander vermischt. Das heisse Material wird dann in 6,25 cm hohe Metallformen mit einem Durchmesser von 10 cm eingefüllt, die auf einer be-The sand and bitumen are first heated to 150 ° C. and then mixed with one another in the calculated, required quantities over the course of JO seconds using a Hobort mixer, model Kr. V-1401. The molten I50 to 0 C heated sulfur powder is then added to the sand-bitumen Gemiseh and mixed together, the whole for a further 30 seconds. The hot material is then poured into 6.25 cm high metal molds with a diameter of 10 cm, which are placed on a
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j BAD j BATH
heizten Unterlage angebracht sind. Zur Entfernung eingeschlossener Luft und zur Simulierung einer geringfügigen Verdichtung, die üblicherweise vom Stampfer oder der Abgleichbohle einer Aßphültverlegungs- und Planiermaschine erwartet werden kenn, werden die Proben - soweit nichts anderes angegeben - zwei nur auf dio Oberflächen der Proben -erfolgenden Schlägen mit einem erwärmten Marshall-Hammer (ASTH-Nr. D 1559) unterworfen. Kau lässt die Formen dann abkühlen und entfernt die Proben nach den Abbinden aus den Formen. Die Proben werden dann, gemäss AiJTH Ώ 1559 geprüit» -heated pad are attached. To remove trapped air and to simulate a slight compression, which is usually expected from the tamper or the leveling screed of a flush-laying and leveling machine, the samples - unless otherwise specified - two hits with a heated Marshall, only on the surfaces of the samples -Hammer (ASTH No. D 1559) subjected. Kau then allows the molds to cool and removes the samples from the molds after they have set. The samples are then tested according to AiJTH Ώ 1559 »-
■Eigenschaften dos Mischgutes■ Properties of the mixed product
Es wird ein Versuch ziir Ermittlung der Harshall-Eigensehaften von Gemischen mit Zu so ms.en f.· et aurigen von 0 bis1 jO-Gewichtsv ρ ro ^CM-J t »Schwefel und 0 bis 10 Gewichtsprozent Bitumen rait sowohl sehr niedrigen wie sehr hohen Gewichtsverhältnissen von Schwefel zu Bitür-en durchgeführt. Die erhaltenen Karahall-Btabiljt-iter.! sine in. der Figur zusammengefasst..An attempt will be made to determine the Harshall properties of mixtures with amounts of 0 to 1 % by weight of sulfur and 0 to 10% by weight of bitumen both very low and low very high weight ratios of sulfur to biturene. The received Karahall-Btabiljt-iter.! sine in. the figure summarized ..
Aus den verschiedenen Zusaiamensetsungsbereichen vjurden Beispiele repräsentativer Gemische zur Verdeutlichung dsr Eigenschaften des KlFchrutes ausgev.ählt, die nachstehend in Tabelle 1 aufgeführt sind.There are examples from the various areas of composition representative mixtures to illustrate the properties of the KlFchrutes selected, which are listed in Table 1 below are.
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-2C--2C-
Eigenschaften von aus \?erschiedenen ZusnmKensetzun^sbereichen sus- Properties of different areas of composition
pewählten Gemischenp selected mixtures
Bitumen (Gewichtsprozent) Sc hwe fei ( G e wi c ht sp ro ζ ent) : Gewichtsverhältnis: Schwefel/Bitumen (percent by weight) Swelling (by weight sp ro ζ ent): Weight ratio: sulfur /
BituraenBituraen
Marshsll-Stobilität (kg) M a rsh a11-F1i e π swert (0,01 mm) Spezifische Schüttdichte . (g/cmO Sandvolumen (Volumprozent) Volumen des Bitumens (Volumprozent) Sc hwe fe1voIu men (Volumpro ζ ent)Marshsll Stobility (kg) M a rsh a11-F1i e π swert (0.01 mm) Specific bulk density. (g / cmO sand volume (volume percent) Volume of the bitumen (volume percentage) Swift volume (volume percentage)
Wirksame Luft-Kohlräume (Volumprozent) Effective air-cabbage spaces (volume percentage)
Hohlräume im Ssnd (Volumprozent), Mit Bitumen gefüllte Hohlräume im Sand (Volumprozent) Mit Schwefel gefüllte Hohlräume im Sand (Volumprozent)Cavities in SSND (volume percent), filled with bitumen cavities in the sand (volume percent) filled with sulfur cavities in the sand (Volumpro z ent)
Das Verhältnis zwischen der Verformbarkeit dec Mischgutes und dem Schwefelgehalt bei konstantem Bitumengeholt ist in Tabelle Il aufgeführt.The relationship between the deformability and the mix and the sulfur content at constant bitumen is brought in Table II listed.
Die Verformbarkeit des Mischgutes wird mit einer erwärmten Kelly-Kugel gemäss ASTH Hr. C56O-65 gemessen*The deformability of the mix is determined with a heated Kelly ball according to ASTH Mr. C56O-65 measured *
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T a b e 1 1 e IIT a be 1 1 e II
Einfluss des Schwefelgeholtes 'auf die Verformbarkeit des Misch- Influence of the sulfur fetched on the deformability of the mixed
WerteRead (Kelly ball)
values
Prοζ entBitumen content j
Prο ζ ent
ProzentSulfur content,
percent
Es wurde gefunden, dass die Dichte der Gemische im unteren Verformbar'neitsbereich eine Punktion der bei der Verdichtung des Mischgutes eingesetzten Verdichtungskräfte ist, während dieIt was found that the density of the mixtures is in the lower deformability range is a puncture of the compression forces used in the compaction of the mix, while the
\ ■■-, ■■ \ ■■ -, ■■
Dichte der Gemische im höheren Verformbarkeitsbereicli durch Anwendung höherer Verdichtungskräfte (Schlag) nicht wesentiicjh- : erhöht wird". Dies wird:in Tabelle III durch·.die.-Diehten der mittels einer verschiedenen Ansah! von Marshall-Hamraersehlägen auf ihre Oberflächen verdichteten Proben verdeutlicht.Density of the mixtures in the higher deformability range through application higher compression forces (impact) not essential: is increased ". This is: in Table III by ·. die.-Diehten der by means of a different view! by Marshall-Hamraersehlägen samples compacted on their surfaces.
309805/^129309805 / ^ 129
T a Id e 1 1 e IIIT a Id e 1 1 e III
Einfluss der angewendeten Verdichtungskräfte auf die spezifische Schüttdichte des Mischgutstücks Influence of the applied compaction forces on the specific bulk density of the mix
Anzahl der Marshall- Verformbarkeit des Mischgutes Hammerschläge Niedrig HochNumber of Marshall availability of the mix Hammer blows Low High
(5 % Bitumen, 8 % (5 % Bitumen, Vi- % Schwefel) Schwefel)(5% bitumen, 8 % (5% bitumen, Vi-% sulfur) sulfur)
Spezifische SchütföLditß Spezi Tische des Mischgutes Mischgutes.Specific pouring oil Speci tables of the mixed material mixed material.
Einige Mischgutzusammen Setzungen können durch Rühren des heissen Gemischs verdichtet werden. Z. B. werden Proben aus einer Mischgutzusammensetzung von 6 Gewichtsprozent Bitumen, IJ-Gewichtsprozent Schwefel und 81 Gewichtsprozent Sand hergestellt, die eine mittlere Dichte von 1,985 g/cm , eine Marshall-Stabilität von 64-7 kg und einen Gehalt an Lu ft-Hohl räumen von 15,8 Vo-. lumprozent aufweisen. Der verbleibende Teil des Gemischs wird.;τ langsam weitere 20 'Minuten gerührt und dadurch Proben mit einer mittleren Dichte von 2,11 g/cnr und einem.Geh.alt an Luft-Hohlräumen von 8,65 Volumprozent erhalten. Die Marshall-Stabilität hat sich auf 790 kg erhöht.Some mix compositions can be compacted by stirring the hot mixture. For example, samples from a Mixture composition of 6 percent by weight bitumen, IJ percent by weight sulfur and 81 percent by weight sand produced, which has an average density of 1.985 g / cm, a Marshall stability of 64-7 kg and a content of air cavities of 15.8 Vo-. have lum percent. The remaining part of the mixture becomes.; Τ Stirred slowly for a further 20 minutes and thus samples with an average density of 2.11 g / cm3 and a content of air voids of 8.65 percent by volume. Marshall stability has increased to 790 kg.
309885/1129 BAD ORIGINAL '309885/1129 BAD ORIGINAL '
Während in Tabelle III gezeigt wird, dass hohe Dichten von Lebοiproben bei einigen Gemischen erhalten werden können, wenn sie in erwärmte Formen geschüttet und mit einem erwärmten Marshall-Hammer verdichtet werden, kann durch Verwendung herkömmlicher Verdichtungrverfahren durch Walzen nicht die gleiche Verdichtung bei tragenden Decken erreicht v;ei*den. Um herkömmliche B au «t eilen- Ve i'dichtungsverfahren durch Walzen: im Labor zu si muli e:f"-en, wird eine Stahlform mit einer Höhe von 10,16 cm,einer Breite von 4 ^, 72 cm und einer Länge von 60,96 cm mit einer Γ>ρηd-Tjitumen-Schv/efel—G-emischzuScimmensetaunt1._aus 80 Gewichtsprozent Eiittelgrobera Sand, 6 Gewichtsprozent Bitumen und 14 Gevd-chtsprosent Schwefel .gefüllt, abgezogen und mit einer heissen ßtuhlwalze mit einem Durchmesser von 27,9·'+ era, einer Breite von 20,32 cm und einem Gewicht von 37 > 9 kg verdichtet.While Table III shows that high densities of liver samples can be obtained with some mixtures when poured into heated molds and compacted with a heated Marshall hammer, the same compaction cannot be achieved with load-bearing floors using conventional roller compaction methods v; ei * den. In order to simulate conventional building parts sealing processes by means of rollers in the laboratory, a steel mold with a height of 10.16 cm, a width of 4 ^, 72 cm and a length of 60.96 cm with a Γ> ρηd-Tjitumen-Schv / efel — G-emischzuScimmensetaunt 1 ._from 80 percent by weight of egg-coarse sand, 6 percent by weight of bitumen and 14 percent by weight of sulfur 27.9 · '+ era, a width of 20.32 cm and a weight of 37> 9 kg.
Dos or Mt G Vi ο Iz en kurz- nach den Einfüllen des Mischgutes in die Form führt zu einer erheblichen Verdrängung des Mischgutes unter dein-Gewicht der Volze. Es wurde ausöerdom beobachtet, dass sich wegen der rnschon Abkühlung dea? Oberfläche des Geraischs und. wegen der hohen Eristallisationstemperatur des Schwefels .sehr kurze Zeit nach dem Einfüllen auf der Oberfläche des Gemische eine Kruste bildet. 1Jbα Gemisch im Innern der Form behält für eine längere Zeit eine Temperatur oberhalb der ii.ristsllisatipn.steihpCi-rotur des Schv-efels bei und ist aucserordentlich verformbar. An se hl i essende VTalzgängc führen deshalb zu einer Rissbildung auf der Obex*flache und zu einer Zerstörung des schon abgebundenen I-iaterials. Die Erscheinung des Brechens des. Gemisches, scheint entspreöiercöiBeobachtungen bei Versuchen zur grosstechnischen Eer-Dos or Mt G Vi ο Iz en shortly after filling the mixture into the mold leads to a considerable displacement of the mixture below your weight of the volze. Ausöerdom has been observed that due to the already cooling down dea? Surface of the Geraisch and. Because of the high crystallization temperature of the sulfur, a crust forms on the surface of the mixture very shortly after filling. 1 Jbα mixture in the interior of the mold maintains a temperature above the ii.ristsllisatipn.steihpCi-rotur des Schv-efels for a long time and is extremely malleable. Inferior salt passages therefore lead to the formation of cracks on the surface of the obex * and to the destruction of the already set material. The phenomenon of the breaking of the mixture seems to correspond to observations made in experiments for large-scale
309885/1129 BADORlGfNAL 309885/1129 BADORlGfNAL
- ,24 --, 24 -
stellung von t-ragenden Decken unter Verwendung von Gemischen mit hohem Schwefelgehalt, die gewalzt worden sind, ähnlich zu sein.Positioning of t-bearing ceilings using mixtures with high sulfur content that have been rolled to be similar.
Durch Einfüllen des Gemische in die Form un.d Abziehen seiner Oberfläche zur Planierung des Gemischs wird eine zweite Platte aus der. gleichen Gemischzusammensetzung hergestellt.A second plate is created by pouring the mixture into the mold and peeling off its surface to level the mixture from the. the same mixture composition produced.
Aus den verdichteten und den unverdichteten Platten wird jeweils ein Bohrkern mit einem Durchmesser von 10,16 cm geschnitten und -seine Marshall-Stebilifs.t gemäss ASTM--JJ 1559 gemessen. Ein Vergleich der Versuchsergebniese, der in Tabelle IV wiedergegeben ist, zeigt, dass das Walzen des Gemische nach dem Einfüllen in die Form zu einem erheblichen Verlußt an Festigkeit führt.The compacted and uncompacted panels become cut a drill core with a diameter of 10.16 cm and measured its Marshall-Stebilifs.t according to ASTM - JJ 1559. A comparison the test results reported in Table IV show that rolling the mixture after pouring into the Shape leads to a significant loss of strength.
■ Tabelle" IY '■ Marshall-Stabilitäten gewalzter und nicht gewalzter Sand/Bitumen/ ■ Table "IY " ■ Marshall stabilities of rolled and non-rolled sand / bitumen /
Stabilität
kgMarshall
stability
kg
ßtabilität
kKMarsha11-
stability
kK
Nr.sample
No.
Nr.sample
No.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
--25 ---25 -
Beispiel 2 · Example 2
xder Steifheitsmoduli/ \Y°P' x the stiffness modulus / \ Y ° P '
A. Zum Vergleich/von Schwefel/Asphalt-Gemischen und Axerkömmlichem durch Walzen verdichtetem Asphalt werden bei verschiedenen Temperaturen Versuche bei konstanter Belastung und einem konstanten Beanspruchungsverhältnis durchgeführt. Es wird ein 81 Gewichtsprozent mittelgroben Sand, 5 Gewichtsprozent Bitumen und ^4 Gewichtsprozent Schwefel enthaltendes Sehwefel/Asphalt-Mischgut verwendet. Die Asphaltproben werden aus einer mit 5 Gewichts-'prozent Bitumen mit einer Penetration von 150/20Ü und einem Füllstoff nachstehender Körnung hergestellten., tragenden. Decke entnommen. A. For comparison / sulfur / asphalt mixtures, and Ax rkömmlichem compacted by rolling asphalt be carried out at various temperatures tests at constant load and a constant duty ratio. A sulfur / asphalt mix containing 81% by weight of medium-coarse sand, 5% by weight of bitumen and 4% by weight of sulfur is used. The asphalt samples are made of a 5 percent by weight bitumen with a penetration of 150/20U and a filler of the following grain size. Taken from the ceiling.
Durch Maschenweite (Sieb), mm . - ProzentThrough mesh size (sieve), mm. - percent
15>875 mm . . 100.15> 8 75 mm. . 100.
9,525mm 81,19.525mm 81.1
4,76 56,64.76 56.6
2,00 ^. 43,32.00 ^. 43.3
' 0,84-1 ""'"■ - 31,3'0.84-1 ""' "■ - 31.3
0,42 . 19,80.42. 19.8
0,177 8,00.177 8.0
0,074 .' 2,90.074. ' 2.9
Aus den Versuchsergebnissen geht hervor, dass das Schwefel/ Asphalt-Gemisch im Verhältnis zum Asphalt die nachstehend in den Versuchsergebnissen von Tabelle V zusammengefassten Eigenschaften aufweist. . - . The test results show that the sulfur / asphalt mixture in relation to the asphalt has the properties summarized in the test results of Table V below. . -.
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'- 26 -'- 26 -
1.· Einen niedrigeren Steifheitsmodul bei niederen Temperaturen. Dies ist deshalb wünschenswert» weil die niederen Temperaturen ausgesetzten ßtrassendecken geringeren durch thermische Einflüsse bewirkten Belastungen ausgesetzt sind.1. · A lower modulus of stiffness at lower temperatures. This is desirable because the road surface exposed to low temperatures has a lower impact thermal influences are exposed to loads.
2. Ein höherer Steifheitsmodul bei hohen Temperaturen. Dies ist deshalb wünschenswert, weil es während Periodenhoher Temperatur zu einer geringeren Deformation unter Belastung führt.2. A higher modulus of stiffness at high temperatures. This is desirable because it is higher during periods Temperature leads to less deformation under load.
Temperaturschwankungen führen nicht zu Veränderungen der Festigkeit des Schwefel/Asphalt-Gemischs, d. h. das Schwefel-Asphalt-Gemisch weist eine geringere Temperaturempfindlichkeit als das Asphaltgemisch auf.Temperature fluctuations do not lead to changes in the strength of the sulfur / asphalt mixture, i.e. H. the sulfur-asphalt mixture has a lower temperature sensitivity than the asphalt mixture.
Tabelle V Beziehunp; zwischen Steifheitsmodul und Temperatur bei einerTable V Relationship; between stiffness modulus and temperature at a
(kg/cm2)asphalt
(kg / cm 2 )
OCtemperature
OC
(kg/cm2)Sulfur / asphalt
(kg / cm 2 )
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B, Eine Reihe von Schwefel/Asphalt-Zusammensetzungen eines Teils faktoriell durchgeführter Versuche mit Gehalten von 0 bis 10 Gewichtsprozent Bitumen und 0 bis 30 Gewichtsprozent Schwefel werden zur Bestimmung der Beziehung zwischen dem Gehalt an Luft-Hohlräumen und der Durchlässigkeit des Gemische untersucht· Die Versuche werden mit.einem Permeameter mit gleichbleibendem Druck, wie in Report ITr. ER 145» vom Mai 1969 des Department of Highways of Ontario, Canada, beschrieben, durchgeführt. Es werden die Ergebnisse für nicht-gewalzte Schwefel/Asphaltgemische mit den in Fig. 9 des vorstehend genannten Reports aufgeführten Luftdurchlässigkeitskoeffizienten von auf herkömmliche Weise verdichteten Asphaltgemisehen, die mit kornabgestufimFüllstoffen hergestellt worden sind, verglichen.B, A range of sulfur / asphalt compositions one Partly factorial tests with contents of 0 to 10 percent by weight bitumen and 0 to 30 percent by weight Sulfur is used to determine the relationship between the level of air voids and the permeability of the mixture The tests are carried out with a permeameter at constant pressure, as described in Report ITr. ER 145 »from May 1969 of the Department of Highways of Ontario, Canada. It will show the results for non-rolled Sulfur / asphalt mixtures with the air permeability coefficients listed in FIG. 9 of the aforementioned report of conventionally compacted asphalt mixed with graded grain in fillers have been compared.
Die Mittelwerte der Koeffizienten bei den betreffenden Gehalten an Luft-Hohlräumen sind in Tabelle VI widergegeben. Aus den Ergebnissen geht hervor, daß die Schwefel/Asphaltgemische gegenüber den Asphaltgemischen bei allen Gehalten an Hohlräumen erheblich geringere Durchlässigkeiten aufweisen»The mean values of the coefficients at the respective contents of air voids are given in Table VI. The results show that the sulfur / asphalt mixtures have significantly lower permeability than the asphalt mixtures for all cavities »
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Tabelle VITable VI
Bezühtm?; zwischen dein Gehalt an Luft-Hohlräumen und dem Luft-Related ?; between your content of air voids and the air
Luft durchlas siKkeitsko-effizi ent enAir permeates safety co-efficiencies
Gehalt an Luft-Hohlräumen, Volurtr-ro es entContent of air voids, volurtr-ro es ent
9 10 11 12 15 V\- 15 16 17 9 10 11 12 15 V \ - 15 16 17
1919th 2020th
Luftdurchlässifikeitskoef f i ζ i ent Air permeability coefficient fi ζ i ent
' Schwefel/Asphalt,'' Sulfur / asphalt,
weniger als -10less than -10
10 10 bis10 10 to
3 χ3 χ
1 χ1 χ
2 χ2 χ
3 χ3 χ
5 χ 7 χ 5 χ 7 χ
1 χ1 χ
-10 -9 -9 -9 -10 -9 -9 -9
-9-9
-8-8th
1,5 χ1.5 χ
.2 χ 10"8 . 2 χ 10 " 8
-8-8th
3 x3 x
-8 Asphalt, *) crn^ -8 asphalt, *) crn ^
1 χ 10~12 1 χ ΙΟ"10 1 χ 10 ~ 12 1 χ ΙΟ " 10
3 χ ίο' 5 χ 10 5 χ 103 χ ίο ' 5 χ 10 5 χ 10
1 χ 101 χ 10
5 χ ίο5 χ ίο
1 χ 101 χ 10
-8 -8 -7-8 -8 -7
-6-6
usle χ* alsusle χ * as
) Mittelwerte der Kurven des DHO-Iieports Nr. EE 145, Hai 1969, Fi3. 9) Mean values of the curves of the DHO-Iieport No. EE 145, Hai 1969, Fi 3 . 9
309885/1129309885/1129
.29 -.29 -
23381282338128
B ύ ί S ρ i e IJB ύ ί S ρ ie IJ
In diesem Beispiel viird· der Bau. einer Strassen decke auf einem Bodenuntergrund beschrieben. Zuerst wird die frsgfäMgkelt des Bödenuntergrundes gemäss dem Californis-Besrirtg-Eatio-^erfsiiren ermittelt. Der CBB-Mert wird mit 2,,5 bestimmt. Die Strassendecke soll während ihrer gesamten Lebensdauer einem mittelsehweren Verkehr, der durch· den Wert A * 5*2 dargestellt wird, unterliegen. Die Strassendecke, die direkt auf derii Bodenuntergrttnd^erlegfc -werden rasst bestellt aus SeiKvefel/Lhyhaltt Λθτ 81 Geidielitsprozent iBittelgroben Sand isit einer Siebanalyse getsäss Beispiel 1, 5 Gewichtsprozent Bitumen ißit einer Penetration von, 15ö/i80 und 14 Geviiöhtsprozent technischen» elementaren Schwefel enthält* Dieses Schwefel/Asphalt-Geiaisch weist eine Dichte von 2,082 g/cra^ auf* Die Dichte eines 95 Gev/iöhtsprozent desselben Füllstoffes ηηά 5 Gemchtsproz;ent des gleichen Bitumens enthaltenden Asphalts beträgt 2t40J g/cia^, was einen Wert von f = ergibt. Aus der erfindungsgemässen Formel errechnet sich die er forderliche Dicke der Schwefel/Asphalt-Strassendecke mit 27In this example the construction. a street ceiling described on a substrate. First of all, the freshness of the subsoil is determined according to the Californis-Besrirtg-Eatio- ^ erfsiiren. The CBB value is determined to be 2,, 5. The road surface should be subject to medium-heavy traffic throughout its entire service life, which is represented by the value A * 5 * 2. The road surface, the ordered directly on derii Bodenuntergrttnd ^ erlegfc -Be rass t from SeiKvef el / Lhyhalt t Λθτ 81 Geidielitsprozent iBittelgroben sand ISIT a sieve analysis getsäss Example 1, 5 percent by weight bitumen issit a penetration of, 15ö / i80 and 14 Geviiöhtsprozent technical "elemental * This sulfur / asphalt geiaisch has a density of 2.082 g / cra ^ * The density of an asphalt containing 95% by weight of the same filler ηηά 5% by weight of the same bitumen is 2 t 40J g / cia ^, which is a Value of f = results. From the formula according to the invention, the required thickness of the sulfur / asphalt road surface is calculated as 27
Das Schwefel/Asphalt-Hischgut wird hergestellt, irtdeM man zu getrockneteia Sand mit einer temperatur von 150° C die erföräerliehe Menge von auf 150° C erhitztem Bitumen mit einer Penetration von 15Ö/18Ö zusetzt. Das geschmolzene und auf 150° C erwärntte Schwefelpulver ,wird dann, zum Bitumen-Sandgemisch zugesetzt und das auf diese Weise erhaltene heisse Msciigut in einer Schicht mit der erforderlichen Dicke von 27 cm auf den BodenuntergrundThe sulfur / asphalt debris is produced, irtdeM one to Dried sand with a temperature of 150 ° C is required Amount of bitumen heated to 150 ° C with a penetration from 15Ö / 18Ö added. The melted and heated to 150 ° C Sulfur powder is then added to the bitumen-sand mix and the hot mess obtained in this way in one layer with the required thickness of 27 cm on the substrate
309885/1129 BAD309885/1129 BATH
aufgebracht.Die gegossene Schicht v/ird mittels einer Abgleichbohle planiert und man lässt sie dann ohne Verdichtung durch Walzen abkühlen und verfestigen.The cast layer is applied using a leveling board leveled and then allowed to cool and solidify without compaction by rolling.
309885/1129309885/1129
Claims (3)
A eine ganze Saal/dartit-ellt, die das Volumen und die Art des Verkehrs in der Weise wiedergibt, dass A = 3 einer ländlichen Strasse mit sehr geringem Verkehrsvolumen und A = 7 einer/acai-k befahrenen Strasse rait einem grossen Verkehrsvolu^enund hoher BeIastur:·-; der Tragfähigkeit entspricht, und in der
CBR die Tragfähigkeit des Bodenuntergrundes ist. , from 3 to 7 /
A shows a whole hall that shows the volume and type of traffic in such a way that A = 3 is a rural road with very little traffic and A = 7 is a busy road with a large volume of traffic high load: · -; corresponds to the carrying capacity, and in the
CBR is the load-bearing capacity of the subsurface.
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