DE944961C

DE944961C - Verfahren zur Herstellung rutschsicherer Asphalt-, Teer- und Bitumen-Strassen im Heisseinbau unter Beimischen von hydrophilen Stoffen zum Bitumen

Info

Publication number: DE944961C
Application number: DEH8867A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Stegemann
Original assignee: Phoenix Gummiwerke AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1951-06-22
Filing date: 1951-06-22
Publication date: 1956-06-28

Description

Verfahren zur Herstellung rutschsicherer Asphalt-, Teer- und Bitumen-Straßen im Heißeinbau unter Beimischen von hydrophilen Stoffen zum Bitumen Es ist bekannt, daß eine Bitumenoberfläche eine rutschige Straße ergibt, und man verwendet daher bei dem Bau von Bitumen-Straßen sehr viel Sorgfalt darauf, daß die Oberfläche des Bitumens mit Splitt, Sand bzw. anderen festen Stoffen abgedeckt wird. Man hat dies in der Hauptsache darum getan, um eine rauhe Oberfläche zu erhalten. Diese Bauweise ist zweifelsohne richtig, zumal außer der Rauhigkeit auch eine bessere Benetzungskraft zu Wasser erreicht wird. Könnte man erreichen, daß die Oberfläche zu xoo °/o aus solchem festen Material bestände, dann wäre eine solche Straße von dem Standpunkt der Benetzungskraft nicht verbesserungsfähig. Das ist aber nicht der Fall, selbst nicht bei sorgfältigster Bauweise. Ganz kritisch aber kann es werden, wenn bei dem Bau wirkliche Fehler gemacht werden. Die aufgetragenen Splitteilchen können durch den Verkehr ab- und herausgerissen werden, und dadurch erhöht sich der Anteil des Bitumens an der Oberfläche der Straßendecke. Dieses Bitumen kann aber dem Reifen bei nassem Wetter keinen Halt geben, wenn das Bitumen keine Benetzungskraft für Wasser besitzt.
Bekannt ist es, in die Oberschicht der Straßendecken elastische Körper, wie Gummi, besonders Hartgummi und Kunstharze, einzuwalzen, die elastisch nachgeben sollen und damit die Lebensdauer bzw. die Straßenrauheit bei Asphaltdecken aufrechterhalten sollen. Bei diesem Verfahren ist jedoch nicht beabsichtigt, die Benetzungskraft zu Wasser zu verbessern, viehmehr werden nur die elastischen Eigenschaften dieser Zusätze ausgenutzt.
Für die Verbesserung der Haftung sind auch schon andere Stoffe dem Bitumen oder Asphalt zugesetzt worden. Dazu gehören mit verschiedenen Wirkungsweisen Harzsäuren, Sulfate, Nitrile, Abkömmlinge der Phosphorsäuren, aliphatische Amine, Fettsäuren, Polysulfide, Schwefel, Pyridenabkömmlinge, Naphthenderivate, Montanwachs und anderes mehr. Von der theoretischen Seite her ist dabei erkannt worden, daß die Polarität der Beimischungen für die Haftung zwischen Straßenbaumaterial und Bindemittel eine erhebliche Bedeutung haben kann. Die Oberflächenkräfte an der Straßendecke selbst wurden dabei jedoch kaum in den Kreis der Überlegungen einbezogen. Um eine Verbesserung der Benetzungskraft zu erreichen, müssen dem Bitumen bestimmte Stoffe zugesetzt werden, die hydrophile Gruppen enthalten und dadurch dem Bitumen wasserfreundliche Eigenschaften verleihen.
Nun ist es noch bekannt, dem Bitumen Emulgatoren zuzusetzen. Das sind Stoffe, die hydrophile Gruppen enthalten, wie z. B. Knochenfett, Wollfett, Tallöl, Kolophonium; -diese Stoffe werden zugesetzt, um gute, beständige Emulsionen herzustellen bzw. um eine gute Haftung an dem bei dem Bau der Straße verwendeten Baumaterial zu garantieren. Diese Zusätze sind knapp und teuer, so daß sie nur in geringsten-Mengen zugesetzt werden können. Außerdem werden sie in alkalischer Lösung angewandt. Durch die Lauge wird die Oberflächenspannung des zur Emulgierung verwandten Wassers stark herabgesetzt und dadurch die Emulgierfähigkeit durch die bessere Benetzungsfähigkeit gefördert. Die Benetzungskraft für Wasser wird aber durch die Lauge sehr ungünstig beeinflußt. Die Benetzungskraft ist bekanntlich B=al#coscp. Hierin bedeutet a1 die Oberflächenspannung des Wassers, welche bei normalen Temperaturen etwa 73 dyn/cm beträgt. Sind in dem Bitumen Stoffe vorhanden, die sich herauslösen lassen, z. B. Laugen, wasserlösliche Seifen usw., so wird die Oberflächenspannung des Wassers in der Grenzfläche stark herabgesetzt und dadurch trotz guter Benetzungsfähigkeit die Benetzungskraft reduziert, was eine größere Rutschgefahr zur Folge hat. Es müssen daher Stoffe mit hydrophilen Gruppen gewählt werden, die sich gut mit Bitumen mischen lassen und sich nur schwer oder gar nicht durch Wasser herauslösen lassen, wie z. B. Naphthensäuren, Sulfosäuren, Harzsäuren usw.
Nach einer anderen Formel ist die Benetzungskraft aber auch B = U2 .-, U1,2 , worin cr, die Oberflächenspannung des Straßenbaumaterials bedeutet. Diese Oberflächenspannung läßt sich aber durch-Zusätze hochmolekularer Stoffe - wie Oppanol, Kautschuk usw. - günstig beeinflussen. Dabei ist es zwar nicht neu, dem Bitumen Kautschuk zuzumischen. Dieses Verfahren ist bereits mehrfach angewendet worden, und es soll dadurch eine bessere Elastizität der Bitumenmischung erreicht werden.
Schließlich ist es auch bekannt, die noch heiße Bitumenoberfiäche mit Kautschuk, Harzpulver und anderen festen organischen Stoffen mit stark hydrophilen Eigenschaften zu bestreuen, die die Eigenschaft haben, sich mit dem Bitumen gut zu verbinden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun eine wichtige Erkenntnis zugrunde. Es wurde nämlich die Beobachtung gemacht, daß die Benetzungskraft ein und desselben Bitumens sehr verschieden sein .kann, abhängig davon, unter welchen Bedingungen ein Bitumen zum Erstarren gebracht wird. Läßt man normales Bitumen an der Luft erkalten, so zeigt es eine glänzende Oberfläche, die keinerlei Benetzungskraft zu Wasser zeigt. Läßt man dagegen das Bitumen unter Wasser erkalten, so= zeigt das Bitumen eine außergewöhnliche Benetzungskraft zu Wasser, und eine so hergestellte Bitumenstraße gibt dem Kraftfahrer bei nassem Wetter ein größeres Gefühl der Sicherheit.
Zweckmäßigerweise wird diese Wasserbehandlung mit heißem Wasser durchgeführt, dem außerdem noch Salze oder andere Stoffe zugesetzt sein können, um höhere Temperaturen erreichen zu können. Vorteilhaft kann die Straßenoberfläche aber auch mit Dampf behandelt werden. In allen Fällen der Wärmebehandlung muß dafür gesorgt werden, daß während der Abkühlung die Bitumenoberfiäche feucht gehalten wird.
Ferner kann die Bitumendecke aus zwei oder mehr Schichten aufgebaut werden, wobei die oberste Schicht sich durch eine gute Benetzungskraft zu Wasser auszeichnet, während die unteren Schichten einfaches Bitumen enthalten, Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren in mancher Hinsicht vereinfacht und verbilligt werden. Das wirkt sich besonders aus, wenn die obere Laufschicht hochmolekulare Stoffe, wie etwa Oppanol, enthalten sollen, denn letzten Endes werden nur die nahe an der Oberfläche liegenden Teile einen maßgebenden Einfluß auf die Benetzungskraft haben, wenn die oberflächenaktiven Stoffe dem Gleichgewicht der Oberflächenkräfte folgend an der Oberfläche angereichert werden.
Schließlich ist es noch möglich, die -Wirkung weiter zu steigern, indem die Oberfläche zusätzlich mit pulverförmigen hochmolekularen Stoffen oder mit organischen festen Stoffen mit stark hydrophilen Eigenschaften bestreut wird. Diese hydrophilen Stoffe können auf die noch warme Oberfläche der Bitumendecke gebracht werden, damit -sie in die Decke eindringen können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Herstellung rutschsicherer Asphalt-, Teer- und Bitumen-Straßen im Heißeinbau unter Beimischen von hydrophilen Stoffen zum Bitumen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufbringen der Bitumenschicht diese sofort, d. h. noch während des Erkaltens der Bitumenschicht, mit Wasser abgedeckt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß heißes Wasser verwendet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser Salze oder andere lösliche Stoffe zugesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßenoberfläche kurze oder längere Zeit mit Dampf behandelt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitumendecke aus zwei oder mehr Schichten aufgebaut wird, in denen das Bitumen der obersten Schicht sich durch eine gute Benetzungskraft zu Wasser auszeichnet, während die unteren Schichten normales Bitumen enthalten können.
6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Bitumen der oberen Laufschicht hochmolekulare Stoffe zusetzt, wie Oppanol usw.
7. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche zusätzlich mit pulverförmigen hochmolekularen Stoffen oder mit organischen festen Stoffen mit stark hydrophilen Eigenschaften bestreut wird. Angezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. i54 714; französische Patentschriften -Nr. 637 638, 854 38o; Literaturzusammenstellung von W. Becker in der Kolloidzeitschrift, Bd. 92, 1940, S. 382; Aufsatz von W. Riedel in »Asphalt und Teer, Straßenbautechnika, 1934, H. 11, referiert in »Bitumen«, 1934 S. i32; Aufsatz von Th. Temme in »Asphalt und Teer, Straßenbautechnika, 1939, H. 28, referiert in »Bitumen«, 1939, S. 158; Aufsatz von R. Grader in »Asphalt und Teer, Straßenbautechnika, 1940, H. 12, referiert in »Bitumen«, 1940, S. 109; britische Patentschriften Nr. 429 548, 568385, 6o8 286, 638 654, 647 563 USA.-Patentschriften Nr. 2 286 244, 2 461971, 2 492 994 2 509 777, 2 517 564-