DE944961C - Process for the production of non-slip asphalt, tar and bitumen roads in hot paving with the addition of hydrophilic substances to the bitumen - Google Patents

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.Process for the production of non-slip asphalt, tar and bitumen roads in hot installation with the addition of hydrophilic substances to the bitumen It is known that a bitumen surface gives a slippery road and is therefore used In the construction of bitumen roads, great care is taken to ensure that the surface of the Bitumen is covered with grit, sand or other solid materials. You have this mainly done to get a rough surface. This construction is undoubtedly correct, especially since, in addition to the roughness, it also has a better wetting power is reached by water. One could achieve that the surface was too xoo ° / o from If there were such solid material, then from that point of view such a road would be the wetting power cannot be improved. But that's not the case, even not with the most careful construction. But it can be very critical when Construction real mistakes are made. The applied split particles can through tearing down and tearing off traffic, thereby increasing the proportion of Bitumen on the surface of the road surface. This bitumen can, however, affect the tire Do not give a hold in wet weather if the bitumen has no wetting power for Owns water.

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.It is known to have elastic bodies in the upper layer of the road surface, such as rubber, especially hard rubber and synthetic resins, which yield elastically should and thus maintain the service life and the roughness of the road with asphalt pavements should. However, this procedure is not intended to the To improve wetting power to water, only the elastic properties become more effective exploited these additives.

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.Other substances are also used to improve adhesion Bitumen or asphalt has been added. These include having different modes of action Resin acids, sulfates, nitriles, derivatives of phosphoric acids, aliphatic amines, Fatty acids, polysulfides, sulfur, pyrid derivatives, naphthene derivatives, montan wax and more. From the theoretical side it has been recognized that the polarity of the admixtures for the adhesion between road construction material and Binders can be of considerable importance. The surface forces on the road surface themselves, however, were hardly included in the considerations. To a To improve the wetting power, the bitumen must contain certain substances which contain hydrophilic groups and thereby make the bitumen water-friendly Give properties.

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.It is still known to add emulsifiers to bitumen. These are Substances that contain hydrophilic groups, such as. B. bone fat, wool fat, tall oil, Rosin; -These substances are added to produce good, permanent emulsions or good adhesion to the building material used in the construction of the road to guarantee. These additives are scarce and expensive, so they can only be used in very small quantities can be added. They are also used in alkaline solutions. By the lye increases the surface tension of the water used for emulsification reduced and thereby the emulsifiability due to the better wettability promoted. The wetting power for water is very unfavorable due to the lye influenced. The wetting force is known to be B = al # coscp. Here a1 means the Surface tension of the water, which at normal temperatures is about 73 dynes / cm amounts to. Are there substances in the bitumen that can be dissolved out, e.g. B. Alkalis, water-soluble soaps, etc., this is how the surface tension of the water becomes greatly reduced in the interface and therefore despite good wettability the wetting force is reduced, which results in a greater risk of slipping. To have to therefore substances with hydrophilic groups that mix well with bitumen should be chosen and can only be removed with difficulty or not at all by water, such as B. naphthenic acids, sulfonic acids, resin acids, etc.

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.According to another formula, the wetting force is also B = U2 .-, U1,2, where cr, means the surface tension of the road construction material. These However, surface tension can be reduced by adding high molecular weight substances - such as Oppanol, Rubber, etc. - have a beneficial effect. It is not new to bitumen Mix in rubber. This procedure has already been used several times, and a better elasticity of the bitumen mixture should thereby be achieved.

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.Finally, it is also known that the bitumen surface is still hot with rubber, resin powder and other solid organic substances with strong hydrophilic properties To sprinkle properties that have the property of getting on well with the bitumen connect to.

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.The present invention is based on an important finding. For it has been observed that the wetting force is one and the same Bitumen can be very different, depending on the conditions a bitumen is made to solidify. If normal bitumen is allowed to cool in the air, it shows a glossy surface that does not show any wetting force on water. If, on the other hand, the bitumen is allowed to cool under water, the bitumen shows an extraordinary quality Wetting power to water, and a bitumen road made in this way gives the driver greater sense of security in wet weather.

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.This water treatment is expediently carried out with hot water, to which salts or other substances can also be added in order to achieve higher temperatures to be able to achieve. The road surface can also be used advantageously with steam be treated. In all cases of heat treatment it must be ensured that that the bitumen surface is kept moist during cooling.

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.Furthermore, the bitumen surface can be built up from two or more layers The top layer has a good wetting power to water while the lower layers contain simple bitumen, on this one In some respects, the method according to the invention can be simplified and made cheaper will. This has a particular effect when the upper running layer is high-molecular Substances such as Oppanol should contain, because in the end only the near ones will be Parts lying on the surface have a decisive influence on the wetting force when the surfactants have the balance of surface forces subsequently be enriched on the surface.

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.Finally, it is still possible to further increase the effect, by the surface additionally with powdery high molecular substances or is sprinkled with organic solids with strong hydrophilic properties. These hydrophilic substances can be applied to the warm surface of the bitumen pavement so that they can penetrate the ceiling.

Claims (7)

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. PATENT CLAIMS: e.g. Process for the production of non-slip asphalt, Tar and bitumen roads in hot paving with the addition of hydrophilic substances for bitumen, characterized in that after application of the bitumen layer this immediately, d. H. while the bitumen layer is still cooling, covered with water will. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß heißes Wasser verwendet wird. 2. The method according to claim i, characterized in that hot water is used. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser Salze oder andere lösliche Stoffe zugesetzt werden. 3. The method according to claims i and 2, characterized characterized in that salts or other soluble substances are added to the water. 4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßenoberfläche kurze oder längere Zeit mit Dampf behandelt wird. 4. The method according to claims i to 3, characterized in that the road surface is treated with steam for a short or long period of time. 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. 5. The method according to the claims i to 4, characterized in that the bitumen cover consists of two or more layers is built up in which the bitumen of the top layer is characterized by a good wetting power to water, while the lower layers contain normal bitumen can. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Bitumen der oberen Laufschicht hochmolekulare Stoffe zusetzt, wie Oppanol usw. 6. Process according to claims i to 5, characterized in that one Adds high molecular weight substances to the bitumen of the upper running layer, such as Oppanol etc. 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, 2 517 564-7. The method according to claims i to 6, characterized in that the surface is also sprinkled with powdery high molecular weight substances or with organic solid substances with strongly hydrophilic properties. Cited publications: Austrian patent specification No. i54 714; French patent specification no. 637 638, 854 38o; Literature compilation by W. Becker in the Kolloidzeitschrift, Vol. 92, 1940, p. 382; Article by W. Riedel in "Asphalt und Teer, Straßenbautechnika, 1934, no.11, reported in" Bitumen ", 1934 p. I32; Article by Th. Temme in "Asphalt und Teer, Straßenbautechnika, 1939, no. 28, reported in" Bitumen ", 1939, p. 158; Article by R. Grader in "Asphalt und Teer, Straßenbautechnika, 1940, no. 12, reported in" Bitumen ", 1940, p. 109; British Patent Nos. 429,548, 568,385, 286 6o8 638 654 647 563 USA. Patent Nos. 2 286 244, 2 461 971, 2 492 994 2 5 0 9 777, 2 517 564-