DE4229078A1

DE4229078A1 - Stabilising additive for asphalt used in road building - comprises organic fibre material pref. of jute, usable in conjunction with fibre materials in form of mixt.

Info

Publication number: DE4229078A1
Application number: DE19924229078
Authority: DE
Inventors: Friedrich Kadelka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1992-09-01
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2012-09-02
Also published as: DE4229078C2

Abstract

Additive fibre length is a max. of 4 mm, and pref. 1 to 2 mm. The input amt. consists of 0.3 to 1.5 wt.% per ton of asphalt mixt. The input amt. for fine mineral material mix. amounts with a fibre material portion of approx. 20 to 30 wt.% to a multiple of 0.3 to 1.5 wt.% per ton of asphalt mixt. Additive in its use is mixable with bitumen-mineral material mixts., bitumen, special bitumen, polymer modified bitumen, liq. artificial resins within the scope of improving the bitumen properties at higher or high temps. After cooling and redn. of the mixt. the additional material has a sand-type granulate form. USE/ADVANTAGE - As an additional material to be added to asphalt for road construction. Mixes readily with all kinds of bitumen material for property improvement purposes.

Description

Eine schichtenweise aufgebaute Straßenkonstruktion aus Asphalt ist aus Fig. 1 zu entnehmen, im Bereich "Oberbau".A layered asphalt road construction can be seen in Fig. 1, in the "superstructure" area.

Den einzelnen Schichten kommen unterschiedliche Aufgaben zu. Die untenliegenden "Asphalt-Tragschichten" werden in Dicken zwischen 6 bis 18 cm dick eingebaut und nehmen die Hauptlast der einwirkenden statischen und dynamischen Straßenverkehrskräfte auf. Die "Asphalt-Binderschichten" werden in Dicken von 3,5 cm bis 8 cm (im allgemeinen) eingebaut und nehmen vor allem die Schubkräfte aus den einwirkenden Verkehrskräften auf und stellen zugleich den Übergang dar zu den "Verschleiß-Schichten". Diese werden in Dicken von 2 bis 4 cm (im allgemeinen) eingebaut. Deren Verkehrsbeanspruchungen ergeben sich aus den direkten Kontakten zwischen den Fahrzeugreifen, Achsgewichten und den Witterungseinflüssen, die auf diese Schichten insgesamt einwirken. Den Verschleiß-Schichten fällt die Aufgabe zu, besonders dicht und zugleich standfest zu sein. Das verwendete Gesteinsmaterial muß u. a. abriebfest, frostsicher und insgesamt verwitterungsbeständig sein, zusammen mit dem Bitumen als "Bindemittel", welches alle Mineralstoffteilchen miteinander optimal verklebt und selbst ebenfalls weitgehend witterungsbeständig sein muß.The individual layers have different tasks. The "asphalt base courses" below are in thicknesses installed between 6 and 18 cm thick and take the main load of static and dynamic road traffic forces on. The "asphalt binder courses" are in thicknesses of 3.5 cm to 8 cm (in general) built in and take especially the thrust from the traffic forces acting on and also represent the transition to the "wear layers". These are installed in thicknesses of 2 to 4 cm (in general). Their traffic loads result from the direct Contacts between the vehicle tires, axle weights and the Weather influences that affect these layers as a whole. The task falls to the wear layers, especially to be tight and stable at the same time. The rock material used must u. a. abrasion-resistant, frost-proof and weatherproof overall be, together with the bitumen as a "binder", which optimally glues all mineral particles together and must also be largely weatherproof.

Als Arbeits- und Bauvertragsgrundlage gelten die "Zusätzliche Technische Vorschriften und Richtlinien für den Bau bituminöser Fahrbahndecken" (kurz: ZTV bit-StB 84/90), Ausgabe 1984/1990, nebst Merkblättern und Richtlinien, als technische Regelwerke. Forschung und Entwicklung bewirken eine ständige Optimierung aller Grundlagen. Diese Arbeiten führten in den Jahren ab etwa 1970 zu neuen Rezepturen, wie:The "Additional Technical regulations and guidelines for the construction of bituminous Road ceilings "(short: ZTV bit-StB 84/90), edition 1984/1990, together with leaflets and guidelines, as technical regulations. Research and development result in constant optimization all the basics. This work took place over the years 1970 on new recipes, such as:

a) Splittmastix-Asphalt,
b) Drän- bzw. Drain-Asphalt, sowie
c) Asphaltbeton mit hohem Splittgehalt.a) stone mastic asphalt,
b) drainage or drain asphalt, as well
c) Asphalt concrete with high grit content.

Alle drei Asphalt-Rezepturen für Verschleißschichten beinhalten einen hohen bis sehr hohen Splitt-Gehalt (von 2 bis 11 mm bzw. auch bis 16 mm Korndurchmesser) mit Anteilen von ca. 70 Gew.-% bis zu 85 Gew.-%. Dementsprechend niedrig liegen die Sand- und Fülleranteile zwischen 30 Gew.-% bis 15 Gew.-%. Wird einem solchen Mineralstoffgemisch Bitumen zugesetzt, welches bei den heißen Herstell-Temperaturen für Asphalt von ca. 170°C. sich fast ebenso wie Wasser verhält, würde bei einer etwas höheren Bitumenzugabe, als das Mineralstoffgemisch "tragen" kann, eine gewisse Bitumenmenge während des Lkw.-Transportes von der Asphaltmischanlage zur Baustelle auf die Lkw.-Ladefläche ablaufen und so in der Asphaltmischung fehlen. Ein solch inhomogenes Mischgut wäre für den Straßenbau nicht geeignet. Daher wird bei der Herstellung ein besonderer Stoff zugesetzt als "stabilisierender Zusatz" beigemischt, der die Hauptaufgabe hat, das Bitumen auch auf dem Transportwege homogen im Mischgut zu halten und ein Ablaufen zu verhindern.Include all three asphalt formulations for wear layers a high to very high grit content (from 2 to 11 mm or also up to 16 mm grain diameter) with proportions of approx. 70% by weight up to 85% by weight. Accordingly, the sand and Filler proportions between 30 wt .-% to 15 wt .-%. Such a Mineral mixture bitumen added, which in the hot manufacturing temperatures for asphalt of approx. 170 ° C. yourself behaves almost exactly like water would at a slightly higher Bitumen addition when the mineral mixture can "carry" one certain amount of bitumen during truck transport from the asphalt mixing plant to the construction site on the truck bed and so missing in the asphalt mix. Such an inhomogeneous mix would not be suitable for road construction. Therefore, in manufacturing a special substance added as a "stabilizing "Added, which has the main task, the bitumen too keep homogeneous in the mix on the transport route and run off to prevent.

Zu Beginn der Entwicklungsarbeiten der vorgenannten drei Spezialmischungen galt als "stabilisierender Zusatz" Asbest, welches aber wegen seines Gefahrenpotentials ab 1980 im Straßenbau nicht mehr verwendet wird. Auf der Suche nach Ersatzstoffen bot sich die Cellulosefaser aus der Altpapierverarbeitung an. Ferner gibt es noch eine weitere Anzahl stabilisierender Zusatzstoffe, die aber nicht weiter Gegenstand von Beschreibungen sind. Faserstoffe werden in Plastikgebinden von z. B. 1 kg, 3 kg und mehr während der Asphalt-Herstellung von Hand in die Mischtrommel eingeworfen, wobei das PE-Plastikmaterial sofort zerschmilzt, dabei den Inhalt freigibt, der sich innerhalb einer gewissen Mischzeit in die Asphaltmischung homogen verteilt.At the beginning of the development work on the above three special mixtures was considered a "stabilizing additive" asbestos, which but not because of its hazard potential in road construction since 1980 more is used. In the search for substitutes the cellulose fiber from waste paper processing. Furthermore there there are another number of stabilizing additives that but are not further described. Fibrous materials are in plastic containers from z. B. 1 kg, 3 kg and more during the asphalt production is thrown into the mixing drum by hand, whereby the PE plastic material melts immediately, the contents releases that within a certain mixing time in the Asphalt mixture distributed homogeneously.

Im Zuge einer mechanischen Zugabe kann Fasermaterial mit Hartbitumen oder Sonderbitumen oder bituminierten Mineralstoff vermischt und anschließend auf Sandfeinheit zerkleinert werden. Ein solches Produkt kann über das Blasverfahren aus einem Lkw.-Silo in ein Hochsilo an der Asphaltmischanlage transportiert werden, woraus die Zugabe als Granulat mechanisch über die Dosierwaage in den Mischerteil erfolgt.In the course of a mechanical addition, fiber material with hard bitumen or mixed special bitumen or bituminized mineral and then crushed to sand fineness. Such one Product can be blown from a truck silo into a blowing process High silo to be transported to the asphalt mixing plant, from what the addition as granulate mechanically via the dosing scale in the Mixer part is done.

Bei Cellulosefaser muß darauf geachtet werden, daß im Mischer die thermische und mechanische Beanspruchung nur eine kurze Zeit dauert, sonst zerfällt das Fasermaterial in zunehmender Weise. With cellulose fiber, care must be taken that in the mixer thermal and mechanical stress only for a short time lasts, otherwise the fiber material disintegrates increasingly.

Auf der Suche nach einer wesentlich stabileren Faser, wurden solche aus organischem Material, wie z. B. Flachs, Hanf, Jute u. a. in Asphalt-Laboreignungsprüfungen mit Erfolg untersucht. Dabei ergab sich in erfinderischer Weise ein Zugang zur Jutefaser. Seit kurzer Zeit mehrt sich der Zugang von leeren Jutesackgebinden in der faserverarbeitenden Industrie. Recycling- Maßnahmen sind notwendig, um die Gebinde aufzuarbeiten oder in irgendeiner Weise zu beseitigen. Im erfindungsgemäßen Rahmen wurden Fasern mit Längen von 4 mm, vorzugsweise 2 mm und 1 mm, produziert und geprüft. Hierbei konnte festgestellt werden, daß das Jutefasermaterial allein oder in Gemischen mit anderen Faserstoffen, wie z. B. mit Flachs, Hanf, Mineralfasern u. a. alle gestellten Anforderungen im Spezial-Asphaltgemisch erfüllt, sofern die Längen anderer Fasern an die Länge von vorzugsweise 2 mm oder 1 mm angeglichen werden konnte.In search of a much more stable fiber those made of organic material, such as. B. flax, hemp, jute u. a. successfully tested in asphalt laboratory aptitude tests. This gave access to the jute in an inventive manner. Recently, empty jute bag bundles have been gaining access in the fiber processing industry. Recycling- Measures are necessary to recondition or in the containers to eliminate in any way. Within the scope of the invention fibers with lengths of 4 mm, preferably 2 mm and 1 mm, produced and tested. It was found that the jute material alone or in mixtures with others Fibers such as B. with flax, hemp, mineral fibers and. a. fulfills all requirements in the special asphalt mixture, provided the lengths of other fibers are preferred to the length 2 mm or 1 mm could be adjusted.

Jutefasern sind daher in erfinderischem Recycling-Gewinnungsvorgang allein oder im Gemisch mit anderen Faserstoffen großtechnisch im Asphalt-Straßenbau zu verwenden. Alle Vorteile, die sich aus einem Vergleich mit der Papier-Cellulosefaser ergeben, können wie folgt zusammengefaßt werden:Jute fibers are therefore in the inventive recycling process alone or in a mixture with other fibrous materials on an industrial scale to be used in asphalt road construction. All advantages that result from a comparison with the paper cellulose fiber, can be summarized as follows:

1. Jutesackgebinde werden in Recyclingmaßnahmen und -verfahren zu einer Fasermasse hergestellt mit einer Faserlänge von max. 4 mm, vorzugsweise 2 mm bzw. 1 mm. Infolge der definierbaren Länge und wegen der pflanzlichen Cellulosebestandteile, besitzen diese Fasern eine höhere Zugfestigkeit und verhalten sich in der Asphaltherstellung wesentlich robuster, und zerreißfester und zeigen auch im Gußasphalt sowie im Straßenbelag eine günstige Biegezugfestigkeit.1. Jute sacks are used in recycling measures and processes made into a fiber mass with a fiber length of Max. 4 mm, preferably 2 mm or 1 mm. As a result of the definable Length and because of the vegetable cellulose components, these fibers have a higher tensile strength and behave much more robust in asphalt production, and more tearproof and also show in mastic asphalt and in Road surface a favorable bending tensile strength.
2. Der "stabilisierende" Einfluß, ermittelt mit dem "Ablauftest", ist mindestens ebenso günstig. Außerdem konnte festgestellt werden, daß der Eigenbedarf an Bindemittel bei der Naturfaser wesentlich geringer ist. Hieraus entsteht für den gesamten Straßenbelag der Vorteil, daß mehr Bindemittel dem Mineralstoffgemisch zu Verfügung steht. Ein Qualitätsvorteil!2. The "stabilizing" influence, determined with the "expiry test", is at least as cheap. In addition, it was found be that the own need for binders in natural fibers is much lower. This creates for the whole Road surface has the advantage that more binders Mineral mixture is available. A quality advantage!
3. Jutefasermaterial aus Recyclingmaßnahmen ist in wechselnden Anteilen mit anderen Faserstoffen und feinkörnigen Bitumen- Mineralstoffgemischen mischbar. Eine Verwendung von Flachs aus heimischer, landwirtschaftlicher Produktion, ist von großen ökonomischen und ökologischen Nutzen im Sinne der Verwendung nach dem Grundsatz der "nachwachsenden Rohstoffe". Aus den Ministerien der Landwirtschaft . . . wird die Verwendung gefördert.3. Jute material from recycling measures is changing Shares with other fibers and fine-grained bitumen Mineral mixtures can be mixed. A use of flax from domestic, agricultural production, is from great economic and ecological benefits in the sense of Use according to the principle of "renewable raw materials". From the ministries of agriculture. . . will use promoted.
4. Recycling-Jutefaser ist allein oder in Gemischen mit anderen Faserstoffen mischbar mit bitumenhaltigen Mineralstoffgemischen, Bitumen, polymermodifiziertem Bitumen, flüssigen Kunstharzen im Rahmen der Verbesserung von Bitumeneigenschaften und feinkörnigen Mineralstoffen, zumeist im einfachen, mechanischen Mischgang in einem Ein- oder Zweiwellenzwangsmischer. Nach Erkaltung der Masse und nachfolgender Zerkleinerung auf ein sandartiges Granulat ist ein Material entstanden, welches per Silo-Lkw. transportiert und in ein Hochsilo an einer Asphaltmischanlage übergeblasen werden kann. Über den weiteren Weg z. B. mittels einer Transportschnecke und Verwiegung kann das bitumenhaltige Fasergranulat in den Asphaltmischer mechanisch dosiert werden. Zur Förderung einer günstigen Lagerung in sehr warmen Hochsilos, wird dem Granulat z. B. Porenbetongranulat oder andere feinkörnige Mineralstoffe beigemengt.4. Recycled jute is alone or mixed with others Fibrous materials miscible with bituminous mineral mixtures, Bitumen, polymer modified bitumen, liquid Synthetic resins as part of the improvement of bitumen properties and fine-grained minerals, mostly in simple, mechanical mixing cycle in a single- or twin-shaft compulsory mixer. After cooling the mass and subsequent comminution a material was created on a sand-like granulate, which by silo truck. transported and in a silo can be blown over at an asphalt mixing plant. over the further way z. B. by means of a screw conveyor and The bituminous fiber granulate can be weighed into the asphalt mixer be metered mechanically. To promote a Favorable storage in very warm high silos, the granulate e.g. B. aerated concrete granulate or other fine-grained minerals added.

Der vorstehend beschriebene stabilisierende Zusatzstoff wird hauptsächlich im Straßenbau verwendet. Er kann aber auch im Hochbau verwendet werden, z. B. in Verbindung mit Asphaltstoffen bei Dachpappen oder bei Asphaltmastixmassen, Asphaltschlämmen oder Emulsionen für die verschiedensten Anwendungen.The stabilizing additive described above will mainly used in road construction. But he can also in Building construction can be used, e.g. B. in connection with asphalt materials for roofing felt or asphalt mastic, asphalt sludge or emulsions for a wide variety of applications.

Claims

1. Stabilisierender Zusatzstoff für Asphalte, die insbesondere für den Straßenbau bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff als organisches Fasermaterial insbesondere aus Jutematerial allein oder anteilmäßig mit anderen Stoffen, insbesondere Faserstoffen, in Form eines Gemisches besteht.1. Stabilizing additive for asphalts, which are intended in particular for road construction, characterized in that the additive as an organic fiber material, in particular from jute material, consists solely or in part with other substances, in particular fiber materials, in the form of a mixture.

2. Zusatzstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Faserlänge maximal 4 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm, beträgt.2. Additive according to claim 1, characterized in that its fiber length is a maximum of 4 mm, preferably 1 to 2 mm.

3. Zusatzstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiermenge 0,3 bis 1,5 Gew.-% je Tonne Asphaltgemisch beträgt.3. Additive according to claim 1 or 2, characterized in that that the dosage amount 0.3 to 1.5 wt .-% per ton of asphalt mixture is.

4. Zusatzstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiermenge für Feinmineralstoffgemische mit einem Faserstoffanteil von etwa 20 bis 30 Gew.-% ein Mehrfaches von 0,3 bis 1,5 Gew.-% je Tonne Asphaltgemisch beträgt.4. Additive according to claim 1 or 2, characterized in that that the dosage for fine mineral mixtures with a Fiber content of about 20 to 30 wt .-% a multiple from 0.3 to 1.5% by weight per ton of asphalt mixture.

5. Zusatzstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er auf dem Vorwege seiner Verwendung mit Bitumen-Mineralstoffgemischen, Bitumen, Spezialbitumen, polymermodifiziertem Bitumen, flüssigen Kunstharzen im Rahmen der Verbesserung der Bitumeneigenschaften, ggf. bei höheren oder hohen Temperaturen, mischbar ist.5. Additive according to one of claims 1 to 4, characterized in that he was using it beforehand Bitumen-mineral mixtures, bitumen, special bitumen, polymer modified Bitumen, liquid synthetic resins under the Improvement of the bitumen properties, possibly with higher or high temperatures, is miscible.

6. Zusatzstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Erkalten und Zerkleinern des Gemisches eine sandartige Granulatform aufweist. 6. Additive according to claim 5, characterized in that after cooling and crushing the mixture a sand-like Has granular form.

7. Zusatzstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat einen Zusatz aus körnigem Porenbeton oder anderen, insbesondere feinkörnigen Mineralstoffen als Einlagerungstrennmittel enthält.7. Additive according to claim 6, characterized in that the granulate is an addition of granular aerated concrete or other, especially fine-grained minerals as storage release agents contains.

8. Zusatzstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er in Beutelgebinde aus Plastik in Mengen von 1 bis 3 Kilogramm oder auch mehr abfüllbar und daß er in dieser Form zu Asphaltmischanlagen transportiert und dort maschinell oder per Hand direkt in den Asphaltmischer einbringbar ist.8. Additive according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in being in plastic bag packs in quantities of 1 to 3 kilograms or more and that he can transported in this form to asphalt mixing plants and there can be introduced directly into the asphalt mixer by machine or by hand.