DE3147834A1

DE3147834A1 - Verfahren zum instandsetzen einer bituminoesen fahrbahndeckschicht, bei der kontinuierlich das deckschichtmaterial erwaermt, gelockert, eingeebnet und wieder neu verdichtet wird

Info

Publication number: DE3147834A1
Application number: DE19813147834
Authority: DE
Inventors: Walter 7024 Filderstadt Schölkopf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1983-06-16
Also published as: EP0081194A1; EP0081194B1; DE3147834C2; ATE19418T1

Description

Patentanmeldung

und

Gebrauchsmuster-Hilfs-Anmeldung

Walter Schölkopf
Straßenbauunternehmer

Brühlstraße 38
7024 FiIderStadt 1

'Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht, bei der kontinuierlich das Deckschichtmaterial erwärmt, gelockert, eingeebnet und wieder neu verdichtet wird."

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht, bei dem - während eines im wesentlichen kontinuierlichen Vorschubes einer zu seiner Ausübung erforderlichen Einrichtung - das Deckschichtmaterial erwärmt, gelockert, eingeebnet und wieder verdichtet wird.

Durch die Zeitschrift "Bitumen, Teere, Asphalt, Peche" 1975, Heft 5, Seitun 24 bis 28, wurde ein als "repave" bezeichnetes Verfahren mit im wesentlichen umfangsgleichen Verfahrensschritten bekannt.

Ergänzend zu diesen Schritten wird nach dieser Schrift auf die eingeebnete Aufbruchsschicht frisch aufbereitetes, d.h. neues Asphaltmischgut aufgegeben und die beiden Schichten - ohne zu vermischen - gemeinsam verdichtet. Die als "repaver" bekannte Einrichtung bildet eine Einheit, wobei durch diese Einheit das Erwärmen des Belages, dessen Auflockerung und Einebnen sowie die Belegung der Aufbruchsschicht mit einer neuen Asphaltschicht durchgeführt wird.

Eine WEiterbildung des Verfahrens nach dem Deutschen Patent 25 54 710 sieht vor, daß das Verfahren mit getrennten Geräteeinheiten durchgeführt wird, und zwar

a) mit einer Einheit für das Erwärmen, Auflockern und Einebnen des vorhandenen Deckschichtmaterials und

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b) mit einem Straßenfertiger für den Einbau des neuen Deckschichtmaterials für das gemeinsame Verdichten beider Deckschichten.

Dieses Verfahren sieht also grundsätzlich - und zwar unabhängig von dessen Ausübung mittels eines einteiligen "repavers" oder eines zweiteiligen Bauzuges - immer die Belegung der Aufbruchsschicht mit einer neu, geräteextern, üblicherweise in einer Trocken- und Mischanlage, aufbereiteten Asphaltschicht vor, wobei dessen Ausübung mittels eines zweiteiligen Bauzuges insbesondere den Vorteil einer größeren Mobilität und einer besseren Manipulation bietet.

Die Verbindung beider Schichten, d.h. der Aufbruchsschicht und der Neuschicht, weist im allgemeinen eine hervorragende Qualität aus, so daß die sanierte Decke nach ihsr Endverdichtung in jeder Weise befriedigt, d.h. einem Neubelag entspricht.

Zu berücksichtigen ist allerdings die in der Regel nicht vermeidbare Erhöhung des Querprofiles. Laut "Bitumen und Asphalt", Nr. 26, 1975, Heft 5, Seite 25, fällt aus dem Aufbruchmaterial eine nicht verdichtete Ausgleichsschicht in einer Höhe von 25 bis 30 mm an. Auf diese Schicht wird frischer Asphalt in einer Stärke von 15 bis 21 mm aufgebracht, so daß nach Endverdichtung die bearbeitete und verdichtete Schicht eine Dicke von ca. 45 mm aufweist.

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Dies bedeutet, umgekehrt, daß sich das Querprofil, je nach Verdichtung, usw. um 11 bis 17 mm über das Ausgangsniveau erhöht. Im allgemeinen sind Anpassungen an den bestehenden Wasserlauf möglich! umgekehrt läßt sich natürlich das Verfahren nicht beliebig oft wiederholen.

Die angegebenen Daten können selbstverständlich von den Aussagen dieser Druckschrift abweichen; sie sind als Beispiele zu werten. Sicher hat die Praxis seit der ersten Einführung dieser Verfahren im westeuropäischen Raum teilweise modifizierte Erfahrungen zu verzeichnen. Grundsätzlich muß man aber mit einer überhöhung des Querprofiles rechnen.

Doch dies ist nicht das Hauptproblem dieses Verfahrens, sondern die durch den Transport des frischen Mischgutes zusätzlich gegebene Belastung des Wärmehaushaltes, und nicht zuletzt, die Notwendigkeit einer gesonderten, d.h. extern von der Einbaustelle notwendigen, Aufbereitung des frischen Mischgutes.

Untersucht man das Aufbruchmaterial, so kann man feststellen, daß die ursprünglich verlangten Eigenschaften des Mischgutes im allgemeinen nur geringfügig durch Alterung der Kohlenwasserstoffanteile und durch Abrieb in ihrer Qualität negativ beeinträchtigt wurden, so daß sich sowohl die Frage erhebt, ob eine Aufnahme des Aufbruches

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und dessen Wiederaufbereitung in einem Trommelmischer, z.B. nach dem Deutsche Patent 24 46 597 oder ob dessen Ergänzung durch einen neuen Belag in allen Fällen erforderlich ist.

Wie eingangs erwähnt, ist zwar die Verzahnung eines zweischichtigen Doluyea im allgemeinen hervorragend.

Trotzdem kann man sich die Frage stellen, ob und inwieweit nach Abtrag bzw. Zerstörung des Neubelages der Altbelag nicht einem vorzeitigen, d.h. schnelleren Verschleiß als üblich ausgesetzt ist, der die Lebenserwartung der Gesamtdecke in einem nicht mehr exakt gesetzmäßig festzulegenden Rahmen reduziert.

Zusammengefaßt ist festzuhalten, daß es zu akzeptieren ist, daß ein individuell abweichendes Vorgehen bzw. eine fallweise Auswahl innerhalb dieser bekannten Vorgehensweisen zu treffen ist, wobei die grundsätzliche Tendenz aller dieser Verfahren ein nahezu einheitliches Ziel verfolgt, d.h. die Instandsetzung bituminöser Fahrbahndecken kostengünstig, insbesondere Energie und Bindemittel einsparend, bei hoher Qualität zu ermöglichen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren nach der eingangs beschriebenen Art zu nennen,

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das mit minimalem Aufwand eine gleichmäßige Vermengung des Aufbruchgutes und dessen Ergänzung mit Bindemittel und/oder Zuschlagstoffen bei geringstem Transportaufwand und verbunden damit, bei geringstem thermischen Aufwand ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß das auf Mischtemperatur erwärmte, gelockerte Aufbruchmaterial der Deckschicht durch mehrere, quer zum Vorschub über die Instandsetzungsbreite hin- und herbewegte oder auch starr in diesem Bereich angeordnete, etwa parallel zum Planum auswerfende, sternförmig ausgebildete, ineinanderfördernde Mischwerkzeuge in sich einheitlich vermengt, in das Gemenge in der Mischebene im Bereich der'Mischwerkzeuge aufgegebenes, zu ergänzendes Bindemittel und/oder Zuschlagstoffe vorbestimmter Körnung eingemischt und gleichzeitig das so aufbereitete Gut in Richtung zu Einbaubohle, bei Bildung einer bis dahin nahezu einheitlichen Schichtstärke, gefördert wird.

Durch diesen "recycling in plant process" wird die AufbeMtung zusätzlichen Mischgutes in einer extern zum Baustellenbereich vorzusehenen Mischanlage sowie der separate Transport des Mischgutes zur Einbaustelle vermieden.

Desgleichen entfällt der sonst alternativ notwendige Zwang der kontinuierlichen bzw. semikontinuierlichen Mitführung einer separaten Aufbereitungsanlage, in der Regel einer Drum-Mix-Anlage, mit dem Instandsetzungsgerät.

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Das durch die Plastifizierung auf Mischtemperatur erhitzte, gelockerte Aufbruchmaterial wird durch die parallel zum Planum auswerfende, ineinanderr· fordernde Mischwerkzeuge in sich einheitlich vermengt, so daß über die gesamte Instandsetzungsbreite, in sich gleichmäßig verteilt, Aufbruchteile, d.h. Granulate verschiedener Körnung bzw. Größe vorliegen.

Die dabei gleichzeitig erfolgende Einmischung von zu ergänzendem Bindemittel oder Zuschlagstoffen führt zu einem neu aufbereiteten, praktisch homogen gemischten Deckenmischgut, das bei Bildung einer einheitlichen Schichtstärke in Richtung zur Einbaubohle gefördert' wird.

Das Bindemittel wird ebenfalls in üblicher Mischtemperatur zugegeben, während bei den Zuschlagstoffen, je nach zuzugebender Menge, entschieden werden kann, ob diese zusätzlich erwärmt werden sollen.

Normalerweise ist im Hinblick auf den breiten Temperaturbereich des möglichen Einbaues und den hohen Wärmeinhalt des replastifizierten Gutes eine vorherige Erhitzung der Zuschlagstoffe nicht erforderlich, wobei in diesem Zusammenhang darauf zu verweisen ist, daß ohne Schädigung des Aufbruchgutes auch dessen Temperaturerhöhung um 15 bis 20° möglich ist.

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Sur weiteren Ausbildung des Verfahrens ist festzuhalten, daß die Tiefeneinstellung der Mischwerkzeuge in zwangsläufiger Abhängigkeit mit der Tiefeneinstellung der Auflockerungswerkzeuge erfolgt.

Dies vereinfacht die Ausübung des Verfahrens, da lediglich die Tiefeneinsstellung der Auflockerungswerkzeuge fallweise den sich eventuell über die Vorschubstrecke ändernden Bedingungen der zu sanierenden Decke angepaßt werden muß.

Die Zugabe des Bindemittels und/oder der Zuschlagstoffe erfolgt kontinuierlich in den erforderlichen Ergänzungsmengen.

Zur'weiteren Vergleichmäßigung der Gutvorlage vor der Bohle ist vorgesehen, daß das wieder aufbereitete Gut unmittelbar vor dessen Eintritt unter die Einbaubohle durch einen ebenfalls quer zur Vorschubrichtung hin- und herbewegten, rechenartig ergänzt, ausgebildeten Querverteiler zusätzlich eingeebnet wird.

Grundsätzlich ist vorgesehen, daß das Bindemittel in dem den Auflockerungswerkzeugen unmittelbar anschließenden Teil des Mischbereiches aufgegeben wird.

Die Wahl des Aufgabebereiches ermöglicht ein gleichmäßiges Einmischen des Bindemittels über die gesamte Tiefe des durch die Anordnung und Auebildung der Mischwerkzeuge definierten Mischbereiches.

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Unabhängig davon folgt die Zugabe des Bindemittels der Hin- und Herbewegung der Mischwerkzeug bei beweglichen und starr angeordneten Mischwerkzeugen. Bei starr angeordneten Mischwerkzeugen wird die Bindemittelzugabe über den Mischbereich hin- und herbewegt.

Es kann vorgesehen werden, daß die Bindemittelzugabe verteilt an mehreren Stellen des jeweiligen Bindemittelaufgabebereiches zum Gemenge erfolgt.

Dies kann z.B. unter anderem auch durch die Verwendung mehrerer zusammenhängend gruppierter Düsen erfolgen.

Desweiteren ist vorgesehen, daß die Erwärmung der Deckschicht duch gM chmäßi ge s Aufheizen des zu instandsetzenden Bereiches mit abgestufter Wärmeeinwirkung erfolgt.

Dies hat zum Ziel, daß keine Verkrackung des Bindemittels in der Oberfläche der Deckschicht entsteht und die Hitzeeinwirkung Ms zur Aufreißtiefe dringt.

Das Verfahren wird,insgesamt betrachtet, der Forderung der Aufgabenstellung in vollem Umfang gerecht.

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Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die beigefügte schematische zeichnerische Darstellung einer zur Ausübung des Verfahrens zweckmäßigen beispielsweisen Einrichtung näher erläutert.

Figur 1 zeigt im Aufriß die Straßen-

instandsetzungseinrichtung.

Figur 2 zeigt einen partiellen Grundriß

der Instandsetzungseinrichtung mit Auflockerungs- und Mischwerkzeugen, dem Querverteiler und der Einbaubohlen.

Die beiden, den Figuren 1 und 2 zugeordneten Pfeile, weisen die Vorschub- bzw. Arbeitsrichtung aus.

Die Instandsetzungseinrichtung baut in ihrem Grundgerät 1 auf einem partiell modifizierten Straßenfertiger auf, wobei, im Falle dieses Beispiels, die Verwendung eines Radfertigers vorgesehen ist.

Selbstverständlich eignet sich als Grundgerät auch ein Raupenfertiger in gleicher Weise.

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Der in Vorschubrichtung weisenden Gerätefront ist ein den Gastank 3 tragender Vorderwagen 3¹ verbunden.

Der Gastank 3 dient zur Energieversorgung des mehrteiligen Replastifiziergerätes 2, das dem · Vorderwagen 3¹ angelenkt ist.

Dem Grundgerät 1 ist weiter der Bindemitteltank mit der Bindemitteldosierung 7 und der Bindemittelaufgabevorrichtung 8 zugeordnet und die Nivellierbalken 12 angelenkt.

Uiier den Nivellierbalken 12 sind die Träger der Auflockerungswerkzeuge 4 und der bewegliehen Mischvorrichtung 5 angeordnet. Desweiteren sind ein rechenartig ausgebildeter Querverteiler 10 und die Einbaubohle 11 an den Nivellierbalken 12 vorgesehen.

Der beweglichen Mischvorrichtung 5 ist dabei die Aufgabevorrichtung 8 für das heißflüssige Bindemittel 23 verbunden. Darüberhinaus mündet in den durch das Planum nach unten und die beiden Nivellierbalken 12 seitlich begrenzten Raum eine Aufgabeschurre 9 zur fallweisen erforderlichen Aufnahme der mineralischen Zuschlagstoffe 24 ein, die das Gemenge 22, entsprechend der vorgegebenen Rezeptur, ergänzen.

Zum Verfahrensablauf sei zusammenfesend wiederholt:

Die Deckschicht 20 wird durch das Replastifiziergerät 2 auf die erforderliche Temperatur - die im allgemeinen zwischen 170 und 190° liegt - in der erforderlichen Tiefe durchgehend erwärmt.

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Im Interesse der Vermeidung von Oberflächenverkrackungen des Bindemittels in der Deckschicht erfolgt die Wärmeeinwirkung in gestufter Einstellung.

Im weiteren Vorschub des Gerätes dringen nun die Auf lockurunyuwerkzuiuju 4 in voruinqeyLcJ ILor Tiefe in die Deckschicht 20 ein, heben diese ab und wandeln sie als Agglomerate unterschiedlicher Größe in das Aufbruchmaterial 21 um. Die Mischwerkzeuge 5 vergleichmäßigen die Verteilung der Agglomerate unterschiedlicher Größe über die Instandsetzungsbreite und führen damit das Aufbruchmaterial 21 in ein einheitliches Gemenge 22 über.

Dem Gemenge'22 wird das/ entsprechend der Rezeptur, zu ergänzende Bindemittel 23 und die mineralischen Zuschlagstoffe in erforderlicher Menge zugeführt, und im weiteren durch die Mischwerkzeuge zu einem quasi homogenen Gemisch aufbereitet, das sich als neues Mischgut in einer Schicht nahezu gleichmäßiger Dicke auf dem Planum verteilt. Diese Schicht wird durch den rechenartig ergänzten Querverteiler 10 weiter vergleichmäßigt und tritt dann unter die Einbaubohle 11 (Vibrationsbohle).

Die weitere Behandlung der so vorverdichteten neuen Deckschicht 26 erfolgt in üblicher Weise.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen

Fahrbahndeckschicht, bei dem - während eines im wesentlichen kontinuierlichen Vorschubes einer zu seiner Ausübung erforderlichen Einrichtung - das Deckschichtmaterial erwärmt/ gelockert, eingeebnet und wieder verdichtet wLrd, dadurch gekennzeichnet,

d a £ das auf Mischtemperatur erwärmte, gelockerte Aufbruchmaterial (21) der Deckschicht (20) durch mehrere, quer zum Vorschub über die Instandsetzungsbreite hin- und herbewegte oder auch starr in diesem Bereich angeordnete, etwa parallel zum Planum auswerfende, sternförmig ausgebildete, ineinanderfordernde Mischwerkzeuge (5) in sich, einheitlich vermengt, in das Gemenge in der Mischebene' im Bereich der Mischwerkzeuge (5) aufgegebenes, zu ergänzendes Bindemittel (23) und/oder Zuschlagstoffe (2 4) vorbestimmter Körnung eingemischt und gleichzeitig das so neu aufbereitete Gut (25) in Richtung zur Einbaubohle (11), bei Bildung einer bis dahJn nahezu einheitlichen Schichtstärke, gefördert wird.

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2. Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1/ ddgkz.,

daß die Tiefeneinstellung der Mischwerkzeuge (5) in zwangsläufiger Abhängigkeit mit dor Tic foncintj to llung der Auflockerungüwcrkzeuge (4) erfolgt.
3. Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zugabe des Bindemittels (23) und/ •oder der Zuschlagstoffe (24) kontinuierlich in den erforderlichen Ergänzungsmengen erfolgt.
4. Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet/

daß das wieder aufbereitete Gut (25) unmittelbar vor dessen Eintritt unter die Einbaubohle (11) durch einen ebenfalls quer zur Vorschubrichtung hin- und herbewegten, rechenartig ergänzt ausgebildeten Querverteiler (10) zusätzlich eingeebnet wird.

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5. Verfahren ζυΐη Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das Bindemittel (23) in dem den Auflockerungswerkzeugen (4) unmittelbar anschliessenden Teil des Mischbereiches aufgegeben wird.
6. Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zugabe des Bindemittels (23) bei hin- und herbewegten Mischwerkzeugen (5) der Bewegung dieser Mischwerkzeuge (5) folgt bzw. - bei starr angeordneten Mischwerkzeugen (5) hin- und herbewegt erfolgt.
7. Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1 bis 6, dadurch, gekennzeichnet,

daß die Zugabe des Bindemittels (23) verteilt an mehreren Stellen des jeweiligen Bindemittelaufgabebereiches zum Gemenge (22) erfolgt.
8. Verfahren zum Inäandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Erwärmung der Deckschicht (20) durch gleichmäßiges Aufheizen des zu instandsetzenden Benches mit abgestufter Wärmeeinwirkung erfolgt,

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