DD242049A1

DD242049A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF STRATEGIC STRUCTURES FOR ROAD CONSTRUCTION

Info

Publication number: DD242049A1
Application number: DD28201685A
Authority: DD
Inventors: Jochen Auerbach; Heinz Erbgen; Harald Kornemann; Helmut Kroener; Ulrich Buechner
Original assignee: Kreisdirektion Strassenwesen G
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1987-01-14

Abstract

Das Ziel der Erfindung besteht in der Loesung der Aufgabe, solche Herstellungsbedingungen zu finden, mit deren Hilfe Baustoffgemische fuer die Fertigung von Tragschichten im Verkehrsbau auf der Grundlage oertlich verfuegbarer Gesteinszuschlaege und braunkohlenstaemmiger teerhaltiger Abprodukte hergestellt werden koennen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass zugleich zwei entscheidende Eingriffe in die herkoemmliche Fertigungstechnik vorgenommen werden, indem im Zuschlagstoffgemisch Anteile von relativ weichen und damit porigen Gesteinskoernungen und im Bindemittelgemisch vor allem niedrig viskose, vorzugsweise waessrige Phasen, enthalten sind. Die Kopplung dieser beiden grundsaetzlichen Massnahmen fuehrt zu einer verbesserten Haftung und Verzahnung der Gesteinskoerner in der Bindemittelmatrix, was zu unerwartet guenstigen Tragfaehigkeitswerten der aus den modifizierten Einsatzstoffen hergestellten Tragschichten fuehrt. Durch die Erfindung koennen hochwertige Zuschlagstoffe und Bindemittel bei der Herstellung von Tragschichten fuer den Strassenoberbau eingespart werden. Die Erfindung ist anwendbar im Verkehrsbau bei der Errichtung von Tragschichten fuer den ruhenden und rollenden Verkehr.The object of the invention is to solve the problem of finding such manufacturing conditions, with the help of building material mixtures for the production of base layers in transport on the basis of locally available rock aggregate and lignite-brown tarry debris can be produced. The object is achieved in that at the same time two crucial interventions in the conventional production technology are made by proportions of relatively soft and thus porous rock formations in the aggregate mixture and in the binder mixture especially low-viscosity, preferably aqueous phases are included. The coupling of these two basic measures leads to improved adhesion and interlocking of the rock cores in the binder matrix, which leads to unexpectedly favorable load-bearing capacity of the base layers produced from the modified starting materials. By means of the invention, high-quality additives and binders can be saved in the production of supporting layers for the road superstructure. The invention is applicable in transportation in the construction of support layers for stationary and rolling traffic.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tragschichten für den Straßenoberbau durch Verwendung von teerhaltigen Abprodukten der Braunkohlen-Druckvergasung als Bindemittel und Einsatz spezieller Zuschlagstoff-Qualitäten. Die Erfindung ist anwendbar für die kostengünstige Herstellung von Tragschichten im Straßen- und Wegebau.The invention relates to a process for the production of base courses for road superstructure by using tarry waste products of brown coal pressure gasification as a binder and use of special aggregate qualities. The invention is applicable to the cost-effective production of base layers in road and road construction.

Characteristic of the known technical solutions

Für den modernen Straßenoberbau, insbesondere für den schnell verfügbaren Neubau, die Rekonstruktion oder für Reparaturzwecke, sind Einbaugemische mit thermoplastischen Bindemitteln unverzichtbar geworden. Bei der Herstellung von Tragschichten für den Straßenoberbau werden deshalb bitumengebundene Zuschlagstoffgemische bei ordnungsgemäßem Einbau gegenüber Tragschichten aus Zementbeton zumindest als gleichwertig betrachtet. Im Interesse der Nutzbarkeit des Vorteils bitumengebundener Tragschichten im Straßenoberbau fehlt es in Ländern ohne ausreichendes eigenes Bitumen-Aufkommen nicht an Versuchen, Lösungen mitteilweisem oder völligem Ersatz des Bitumens in thermoplastischen Tragschichten zu entwickeln. - .For the modern road superstructure, in particular for the quickly available new building, the reconstruction or for repair purposes, built-in mixtures with thermoplastic binders have become indispensable. Therefore, bituminous aggregate mixtures, when properly installed, are considered to be equivalent to cement concrete support layers when producing roadbed support layers. In the interest of the usability of the advantage of bitumen-bound base courses, it is not lacking in attempts to develop partial or complete replacement of the bitumen in thermoplastic base courses in countries without sufficient own bitumen production. -.

So wird bereits in der DE-PS 804423 angeregt, die gewünschte elastische Eigenschaft von Tragschichten im Verkehrsbau durch das Dispergieren eines Anteiles Bitumen in Wasser, dem zugleich hydraulischen Bindemittel zugegeben ist, zu erreichen. Mit der DE-PS 2265308 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Baustoffes für den Straßenoberbau bekannt gemacht, das die parallele Herstellung eines größeren Teiles hydraulisch abbindenden Zuschlagstoffgemisches sowie getrennt davon eines kleineren Teiles thermoplastisch verfestigungsfähigen Zuschlagstoffgemisches unter Einsatz von Bitumen oder Teer und den anschließenden gemeinsamen Einbau nach vorangegangener grober Vermischung vorsieht.Thus, it is already suggested in DE-PS 804423, the desired elastic property of base layers in transport by dispersing a proportion of bitumen in water, which is also added hydraulic binder to achieve. With the DE-PS 2265308 a method for producing a building material for the road superstructure is made known, the parallel production of a larger portion of hydraulically setting aggregate mixture and separated a smaller part thermoplastic hardenable aggregate mixture using bitumen or tar and subsequent joint installation after preceding coarse mixing.

Einen weiteren Vorschlag zur Substitution von Bitumen in Straßenbaustoffen enthält die DE-OS 3001078. Er sieht vor, ein ausreichend qualifiziertes Straßenbaubindemittel durch Desintegrieren von zerkleinerter Kohle und/oder ähnlichen kohlenstoffhaltigen Rohstoffen, denen hochsiedende Lösungsmittel und weitere hochsiedende Kohlenwasserstoff-Fraktionen homogen zugesetzt werden, zu erhalten.A further proposal for the substitution of bitumen in road building materials contains the DE-OS 3001078. It provides, a sufficiently qualified road construction by disintegrating disintegrated coal and / or similar carbonaceous raw materials to which high-boiling solvents and other high-boiling hydrocarbon fractions are added homogeneously receive.

Schließlich wurde mit der DD 215793 ein Baustoff für den Straßenoberbau aus bitumen-und teerhaltigen Sekundärrohstoffen beschrieben, mit dem energetische und materialökonomische Aufwandssenkungen erreicht werden sollen. Dieser Baustoff wird vorschlagsgemäß aus bruchschollenartigem oder zerkleinertem Aufbruchmaterial bituminöser Staßenbeläge erzeugt, dem teerhaltige Abprodukte aus der Braunkohlenverkokung bei Temperaturen zwischen 120 und 180°C zugemischt werden.Finally, with the DD 215793 a building material for road superstructure from bitumen and tar-containing secondary raw materials was described with the energetic and material-economic reductions in costs to be achieved. According to the proposal, this building material is produced from break-away or ground breaking material from bituminous road coverings, to which tarry waste from lignite coking at temperatures between 120 and 180 ° C. is mixed.

Die bisher bekannten Lösungen setzen damit immer mehrere Bedingungen voraus, die den Einsatz von verfügbaren Abprodukten aus der Braunkohlen-Druckvergasung praktisch ausschließen. Das betrifft erstens den Einsatz von hochwertigen Hartgesteinskörnungen als hauptsächliche Zuschlagstoff-Komponente und zweitens die Duldung von Wasser im Baustoff-Gemisch nur bei gleichzeitiger Anwesenheit von wasserverbindenden hydraulisch wirksamen Füllstoffen oder Bindemitteln. Nach den unterbreiteten Vorschlägen wird auch immer im Falle des empfohlenen Einsatzes von Gemischen aus verschiedenen Kohlenwasserstoff-Fraktionen das Abstrippen niedrigsiedender Anteile vor der vorgesehenen Verwendung als Komponente des thermoplastischen Bindemittels für erforderlich gehalten.The previously known solutions thus always require a number of conditions that practically preclude the use of available waste products from lignite-pressure gasification. Firstly, the use of high quality hard aggregates as the main aggregate component and secondly, the tolerance of water in the building material mixture only in the simultaneous presence of water-connecting hydraulically active fillers or binders. According to the submitted proposals, even in the case of the recommended use of mixtures of different hydrocarbon fractions, the stripping of low-boiling fractions before the intended use as a component of the thermoplastic binder is deemed necessary.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist das kostengünstige Herstellen von Tragschichten für den Straßenoberbau.The aim of the invention is the cost-effective production of support layers for road superstructure.

Die erfindungsgemäße Lösung soll die Nachteile der bekannten Lösungsvorschläge nicht mehr aufweisen und zugleich eine kostengünstige und technisch vorteilhafte Verwertung von Anfallstoffgemischen der Braunkohlen-Druckvergasung ermöglichen.The solution according to the invention should no longer have the disadvantages of the known solutions and at the same time make possible a cost-effective and technically advantageous utilization of waste mixtures of lignite-compressed gasification.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Herstellungs- und Verarbeitungsbedingungen aufzufinden, mit deren Hilfe Baustoffgemische für die Fertigung von Tragschichten im Verkehrsbau auf der Grundlage örtlich verfügbarer Gesteinszuschläge und und braunkohlenstämmiger teerhaltiger Abprodukte hergestellt werden können.The invention has for its object to find such manufacturing and processing conditions, with the aid of building material mixtures for the production of base layers in transport on the basis of locally available aggregates and lignite-based tar-containing waste products can be produced.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die gestellte Aufgabe gelöst werden kann, wenn zugleich zwei entscheidende Eingriffe in die bisher bekannte Verfahrensweise vorgenommen werden. Beim erfindungsgemäßen Vorgehen ist es einmal erforderlich, zumindest einen wesentlichen Anteil von besonders weichen und damit porösen Gesteinsbaustoffen im verwendeten Zuschlagstoffgemisch zu berücksichtigen. Das Erreichen der erfindungsgemäßen Zielstellung setzt zum anderen voraus, ein Bindemittel mit einem Anteil niedrigviskoser Phasen, vorzugsweise wäßriger Phasen, anzuwenden.Surprisingly, it has been found that the stated object can be achieved if at the same time two decisive interventions are made in the previously known procedure. In the procedure according to the invention, it is once necessary to take into account at least a substantial proportion of particularly soft and therefore porous rock building materials in the aggregate mixture used. The achievement of the objective according to the invention requires, on the other hand, to use a binder with a proportion of low-viscosity phases, preferably aqueous phases.

Bei geeigneter Abstimmung zwischen dem Gehalt poriger Zuschlagstoffe in den eingesetzten Gemischen aus verschiedenen Gesteinskörnungen und.dem Gehalt besonders niedrig-viskoser Binderhittelphasen im eingesetzten Bindemittelgemisch kommt es offensichtlich zu wirksameren Benetzungen einzelner Gesteinskörner im Oberflächenbereich mit Bindemittel, als das bei der Verwendung bekannter Bindemittel und bei der Anwendung bekannter Verarbeitungstechniken beobachtet werden kann. Die verbesserte Benetzung wesentlicher Anteile der Zuschlagstoffkörner bewirkt offenbar die deutlich stabilere Verzahnung der Gesteinsbaustoffe in der Bindemittelmatrix und damit die erhöhte Tragfähigkeit des erzeugten Baustoffgemisches gegenüber der Tragfähigkeit, die unter der Voraussetzung bekannter Herstellungsverfahren aus den angewendeten Gesteinsbaustoffen zu erwarten sind.Appropriate coordination between the content of porous aggregates in the mixtures of different aggregates and the content of particularly low-viscosity binder binder phases in the binder mixture used obviously leads to more effective wetting of individual rock grains in the surface area with binder than is the case with the use of known binders and the Application of known processing techniques can be observed. The improved wetting of substantial proportions of the aggregate grains apparently causes the much more stable interlocking of the rock building materials in the binder matrix and thus the increased carrying capacity of the building material mixture compared to the load capacity, which are to be expected under the assumption of known manufacturing processes from the applied rock building materials.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Tragschichten für den Straßenoberbau Gesteinskörnungen mit an sich bekannten Komabstufungen verwendet werden, die einen Anteil von wenigstens 30% dolomitischem Weichkalkstein oder vergleichbarer Materialien, beispielsweise Porphyrtuffe, enthalten. Diese Gesteinskörnungen werden gegebenenfalls gemeinsam mit einzusetzenden Füllstoffen aufgeheizt und mit ebenfalls aufgeheiztem Bindemittel innig vermischt. Als Bindemittel kommt ein teerhaltiges Bindemittel in Form eines Gemisches aus 5 bis 10% Wasser, 4 bis 20% anorganischen und/oder organischen Feststoffen im Kornbereich von 0 bis 2mm und 65 bis 90% Kohlenwasserstoffe zum Einsatz.The process according to the invention is thus characterized in that, in the production of base courses for road superstructures, aggregates with per se known commas gradations are used which contain at least 30% of dolomitic limestone or comparable materials, for example porphyrites. These aggregates are optionally heated together with fillers to be used and intimately mixed with likewise heated binder. The binder used is a tar-containing binder in the form of a mixture of 5 to 10% water, 4 to 20% inorganic and / or organic solids in the grain range of 0 to 2 mm and 65 to 90% hydrocarbons.

Die Einsatzkomponenten werden bei Temperaturen zwischen 65 und 85⁰C im Verhältnis von 7,5 bis 20 Teilen Zuschlagstoffgemisch zu 1 Teil Bindemittel vermischt. Vorteilhafterweise werden die anorganischen Feststoffe des Bindemittels auf die Fraktion 0 bis 2 mm des Zuschlagstoffgemischs angerechnet.The feed components are mixed at temperatures between 65 and 85 ⁰ C in the ratio of 7.5 to 20 parts of additive mixture to 1 part of binder. Advantageously, the inorganic solids of the binder are added to the fraction 0 to 2 mm of the aggregate mixture.

Der Einbau des Gemisches des erfindungsgemäß zusammengestellten Gesteinsbaustoffen und den vorgeschlagenen Bindemittel-Zusammensetzungen sowie die Verdichtung zurTragschicht wird unter Einsatz an sich bekanntertechnischer Mittel vorgenommen, wobei jedoch noch Gemischtemperaturen von wenigstens 50⁰C gewährleistet sein müssen.The incorporation of the mixture of the aggregates of the invention and the proposed binder compositions and the compaction of the support layer is carried out using per se known technical means, but still have to be ensured mixed temperatures of at least 50 ⁰ C.

Zur Vermeidung von unerwünschten Auswaschungen von Stoffen aus der Tragschicht sowie zur Ausschaltung von Frostgefährdungen der vorschlagsgemäß hergestellten Tragschicht ist deren Aufbau auf ordnungsgemäß vorbereiteten Unterbau vorzunehmen. Außerdem ist das nachfolgende Versiegeln derTragschicht durch ein- oder mehrmaliges Oberflächen-Nachbehandeln in bekannter Weise vorzusehen.In order to avoid undesired leaching of substances from the base layer and to eliminate frost hazards of the proposed support layer prepared their construction on properly prepared substructure. In addition, the subsequent sealing of the support layer is to be provided by one or more surface aftertreatment in a known manner.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als teerhaltiges Bindemittel einIn a particularly advantageous embodiment of the process according to the invention is used as a tar-containing binder

Anfallstoff aus der Braunkohlen-Druckvergasung in Form eines Staubdickteeres verwendet. -Liquor used from the brown coal pressure gasification in the form of a Staubdickteeres. -

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen in der geschaffenen Möglichkeit, aus vergleichsweise bisher nicht in die bitumengebundene Bauweise von Tragschichten für den Straßenoberbau einbezogenen Gesteinsbaustoffen und aus nicht oder aus unzureichend geeignet erscheinenden Bindemitteln für den Straßenoberbau klassifizierbare Tragschichten herzustellen.The advantages of the method according to the invention are the ability to produce base layers which are comparatively hitherto not included in the bituminous construction of base course roadbeds and non-base or inadequately suitable binders for road surface classifying base courses.

Neben der damit erreichbaren Verbesserung der Versorgungssicherheit hinsichtlich der bereitzustellenden Zuschlagstoffe und Bindemittel werden wirtschaftliche Effekte wirksam, die im wesentlichen aus den geringeren Kosten für die Einsatzstoffe und aus den vergleichsweise geringeren Verarbeitungstemperaturen resultieren.In addition to the achievable improvement in the security of supply with regard to the additives and binders to be provided, economic effects become effective which result essentially from the lower costs for the starting materials and from the comparatively lower processing temperatures.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Ausführungsbeispiel *Exemplary embodiment

Es wurde ein Gemisch aus verschiedenen Gesteinsbaustoffen in Form von 45 Ma.-% dolomitischen Weichkalkstein in der Korngruppe 4 bis 11 mm, von42Ma.-% Brechsand aus Hartkalkstein in der Korngruppe 0 bis 4mm und von 13Ma.-% Natursand in der Korngruppe 0 bis 2 mm hergestellt.It was a mixture of different rock building materials in the form of 45 Ma .-% dolomitic soft limestone in the grain group 4 to 11 mm, of 42Ma .-% hard limestone crushed sand in the grain group 0 to 4mm and 13Ma .-% natural sand in the grain group 0 to 2 mm made.

Zugleich wurde ein teerhaltiges Bindemittel aus 9 Ma.-% Wasser, aus 19 Ma.-% Feststoffen in der Korngruppe 0 bis 2 mm und aus 72 Ma.-% verschiedener Kohlenwasserstoffe in Form eines bei der Braunkohlen-Druckversorgung anfallenden Staubdickteeres bereitgestellt.At the same time a tar-containing binder of 9 wt .-% water was provided from 19 wt .-% solids in the grain group 0 to 2 mm and 72 Ma .-% of various hydrocarbons in the form of a resulting in the lignite pressure supply Staubdickteeres.

Nach Aufheizung der vorgenannten Einsatzstoffe auf eine mittlere Temperatur von etwa 70°C wurden die Komponenten im Verhältnis von 1 Teil Bindemittel zu 7,7 Teilen Gesteinsbaustoffen vermischt.After heating the abovementioned starting materials to an average temperature of about 70 ° C., the components were mixed in a ratio of 1 part of binder to 7.7 parts of rock building materials.

Hergestellte Prüfkörper wurden dem sogenannten Marshall-Test nach TGL 20801 unterzogen.Test specimens produced were subjected to the so-called Marshall test according to TGL 20801.

Die Marshallstabilität lag bei 4O⁰C bei 6,7kN und bei 60°C bei 4,OkN. Es wurde ein Fließwert bei 4O⁰C in Höhe von 30 Viomm erreicht.The Marshallstabilität was 4O ⁰ C at 6.7kN and 60 ° C at 4, OkN. A flow value at 4O ⁰ C in the amount of 30 Viomm was reached.

Claims

Invention claim:

1. A method for the production of base courses for the road superstructure by mixing and heating grain-graded aggregates and as needed filler, the subsequent addition and homogeneous incorporation of a heated tar-containing binder, the incorporation and compression of the mix on prepared substructure and by the subsequent sealing of the construction layer produced by single or multiple surface aftertreatment, characterized in that aggregate mixtures with per se known grain grading, but with a proportion of at least 30% dolomitic soft limestone, used and as a tar-containing binder, a mixture of 5 to 10% water, 4 to 20% inorganic and / or organic solids in the grain range of 0 to 2 mm and 65 to 90% hydrocarbons is used, wherein the feed components at temperatures between 65 and 85 ⁰ C in the ratio of 7.5 to 20 parts by mass of aggregate mixture to 1 part Bi intimately mixed mixing agent and the incorporation of the mixture and its compression at a mixture temperature of at least 5O ⁰ C is made.

2. The method according to item 1, characterized in that a waste material from the lignite-pressure gasification is used as the tar-containing binder.