BITUMINOUS PAVEMENT REPAIR METHOD

Abstract: 1. A process of servicing a bituminous roadway coating layer - during a substantially continuous advance of a machine required for the performance thereof - the coating layer is heated, hoed to form a break-up material and, subsequently, new material is supplied, by dropping, to the break-up material left on the subgrade, levelled anlong with the break-up material and then compressed again, characterized in that the break-up material (21) heated to a mixed temperature and hoed by means of break-up tools (4), by a variety of mixing tools (5) reciprocating transverse of the feeding direction across the servicing width or rigidly disposed in the said area and ejecting in a mixing plane formed approximately in parallel to the subgrade and conveying material one into the other, will mix - in a uniformly mixed condition - binder (23) to be supplemented and applied within the mixing area swept by the mixing tools (5), and/or additives (24) of a predetermined grain size into the mixture in the mixing plane, and that, at the same time, the installed plank (11) - caused by the advance of the machine - moves toward the newly mixed material (25) available in an almost uniform layer thickness.

Description: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht, bei dem - während eines im wesentlichen kontinuierlichen Vorschubes einer zu seiner Ausübung erforderlichen Maschine - die Deckschicht erwärmt, diese zu einem Aufbruchmaterial gelockert, anschliessend fallweise neues Deckenmaterial dem auf dem Planum verbleibenden Aufbruchmaterial zugeführt, dieses zusammen mit dem Aufbruch eingeebnet und wieder verdichtet wird, sowie eine zweckmässige Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens. Das Verfahren wird damit eindeutig als ein sogenanntes wRecycling-in-place-Verfahren" charakterisiert. Ein solches Verfahren wird durch die DE-OS 27 57 944 ausgewiesen. Aufgabe dieses Verfahrens ist es, eine Verringerung des maschinentechnischen Aufwandes für eine ausreichende Erwärmung der Fahrbahn sicherzustellen. Die Lösung sieht vor, dass die Deckschicht der Fahrbahn zuerst mit verhältnismässig grossem Abstand vor der Aufreissstelle bis kurz unter die Verarbeitungstemperatur vorgewärmt und anschliessend direkt vor der Aufreissstelle auf die endgültige Verarbeitungstemperatur er wärmt wird, und dass, nach Anspruch 3, hinter der Aufreissstelle, vor dem Verteilen und Einbauen des Aufbruchmaterials, diesem neues Deckenmaterial zugeführt wird. Angaben über die Vermischung dieses neuen Deckenmaterials mit dem Aufbruchmaterial sind nicht gegeben, so dass ein einheitliches Gemisch beider Komponenten nicht gewährleistt werden kann. Desweiteren werden durch die Zeitschrift 'Bitumen", Heft 6/1979, Seiten 173 und 174 verschiedene Recycling Verfahren beschrieben. Der Abschnitt 4.3 betrifft das für den Anmelder geschützte Verfahren nach dem Deutschen Patent 25 54 701. Dieses Verfahren sieht vor, dass zunächst die vorhandene Deckschicht nach dem Aufbruch neu profiliert und im unmittelbaren Anschluss daran, eine Schicht aus zusätzlichem Mischgut heiss aufgebracht und zusammen mit der neu profilierten alten Deckschicht in einem Arbeitsgang , ohne vorherige Vermischung von Aufbruch und neuem Gut, verdichtet wird. Bei einem Vorgehen nach Abschnitt 4.4 dieses Artikels wird der Aufbruch auf genommen und zusammen mit zusätzlichem Mischgut vermischt. Das Verfahren kann also nicht als "Recycling-in-place Verfahren" bezeichnet werden, sondern es ist letztlich ein Vorgehen, das überwiegend als n Recycling-in-plant- Verfahren" angesprochen werden muss. Durch das Deutsche Patent 24 46 579 wird ein dem Verfahren gemäss Abschnitt 4.4 der angezogenen Zeitschrift ähnliches Vorgehen ausgewiesen. Dem aufzunehmenden Aufbruch wird in einem separaten fahrbaren Trommeltrockner Bindemittel zugegeben, wobei man den beschriebenen Trommeltrockner nach der heutigen Terminologie als Trommelmischer bezeichnen würde. Zur DE-OS 26 45 984 ist festzuhalten, dass das hier ausgewiesene Vorgehen ein Verfahren beinhaltet, und zwar zur Auffrischung eines Asphaitstrassenbelages, etwa im Sinne der Beschreibungseinleitung des Anmeldegegenstandes, und sieht ergänzend die Vermischung des gelockerten Belagmaterials mit flüssigem Asphalt und/oder Auffrischungs- oder Verjüngungsmittel vor, wobei die sich ergebende Mischung auf das Strassenbett aufgebracht wird. Zunächst ist hierzu festzustellen, dass die Formulierung zu Missverständnissen und Unklarheiten Anlass bietet, da Asphalt nach deutscher bzw. europäischer Terminologie ein Mischgut ist, das zwar fallweise durchaus einen flüssigen Charakter aufweisen kann - Gussasphalt, Mastix und zumindest auch hohlraumarme Asphaltfeinbetone - aber nicht flüssig sein muss. Der Begriff "Auffrischmittel" ist ebenfalls hier nicht geläufig, wobei anzunehmen ist, dass es sich um niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe, die die Penetration des Bindemittelanteiles herabsetzen können, oder um Additivs zur Verbesserung der Haftfestigkeit handelt. Nach Figur 1 und 2 des Beispieles wird in Richtung des Pfeiles 38 noch zusätzlich Mischgut zugegeben, wobei diese Zugabe im Grunde genommen gegen das in dieser Schrift ausgewiesene Ziel spricht, nämlich auf eine solche Aufgabe in vielen Fällen verzichten zu können (vgl. Seite 5, letzter Absatz). Besonders kritisch ist die angebliche Mischleistung der durch Figur 2 ausgewiesenen Mishschnecken zu betrachten. Bei der hier angegebenen Anordnung findet im Grunde genommen lediglich ein umwälzender Quer transport,nicht aber eine echte Mischung statt, da erst mit fortschreitendem Vorschub einejseilige Umkehrung des Quertransportes stattfindet. Es wird also praktisch nur verteilt und nicht gemischt. Ein Hinweis auf eine besondere Ausbildung der Mischschnecken ist durch diese Schrift nicht gegeben. Bei einer anderen Ausführung nach Figur 12 und den Folgefiguren, wird das Aufbruchgut durch zwei koaxial zueinander gerichtete Schnecken zur Mitte hin gefördert, so dass die - in Vorschubrichtung betrachtet - dahinter angeordneten Sprüher in einen gutfreien Raum sprühen. Dem zur Mitte geführten Aufbruch wird durch einen Bandförderer zusätzlich frisches Mischgut zugeführt und das Gut durch einen nach beiden Richtungen im wesentlichen axial austragenden,mit Kollerflügeln versehenen Einwellenmischer "gemischt", umdann später durch nachfolgende Schnecken, die ebenfalls koaxial einander zugeordnet sind, vor der Einbaubohle über die Einbaubreite verteilt zu werden. Es ist in diesem Fall darauf hinzuweisen, dass keinenfalls von der Erreichung einer intensiven Mischwirkung gesprochen werden kann. Insbesondere bei der Ergänzung des Aufbruchgutes durch ein Asphaltmischgut besteht die zusätzliche Aufgabe, dass das Asphaltgemisch hinsichtlich seines Bindemittelgehaltes und seines Mörtelanteiles besonders lang durch die Vermischung mit dem Aufbruch "ausgemagert" werden muss, um dieses Gut zusammen mit dem Aufbruchmaterial in ein einheitliches Gemisch überführen zu können. Eine ledigliche Vermengung zwischen den beiden Materialarten führt praktisch ausschliesslich zur streifenweisen Schichtung der verschiedenen Mischgüter, nicht aber zu einem zumindest quasi homogenen Mischgut. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren nach der eingangs beschriebenen Art zu nennen, das mit minimalem Aufwand eine gleichmässige Ergänzung des Aufbruchgutes durch zusätzliches Material zu einem der ursprünglichen Qualität weitgehend entsprechenden Belagsmaterial bei geringstem thermischen Aufwand ermöglicht. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass das auf Mischtemperatur erwärmte, gelockerte Aufbruchmaterial durch mehrere, quer zum Vorschub über die Instandsetzungsbreite hin- und herbewegte oder auch starr in diesem Bereich angeordnete, in einer etwa parallel zum Planum gebildeten Mischebene durch auswerfende, ineinanderfördernde Mischwerkzeuge in sich einheitlich vermengt, in das Gemenge in der Mischebene innerhalb des durch die Mischwerkzeuge erfassten Mischbereiches aufgegebenes, zu ergänzendes Bindemittel und/oder Zuschlagstoffe vorbestimmter Körnung eingemischt, und gleichzeitig das so neu aufbereitete Gut in Richtung ur Einbaubohle, bei Bildung einer bis dahin nahezu einheitlichen Schichtstärke, gefördert wird. Bevor die erfindungsgemässen Vorteile im einzelnen erörtert werden, soll vorab betont werden, dass durch diesen "Recycling-in-place-Prozess" die Aufbereitung zusätzlichen Mischgutes in einer extern zum Baustellenbereich vorzusehenden Mischanlage sowie der separate Transport des Mischgutes zur Einbaustelle vermieden wird Desgleichen entfällt der sonst alternativ notwendige 7wang der kontinuierlichen bzw. semikontinuierlichen Mit führung einer separaten Aufbereitungsanlage - in der Regel einerDrum-Mixanlage - bzw. die Anordnung eines separaten Aufnahmemischers in dem Instandsetzungs gerät, d.h. in der Maschine, wobei dieser Aufnahmemischer mit zusätzlichen Aufname- und Austragsvorrichtungen versehen sein muss. Das durch die Plastifizierung auf Mischtemperatur erhitzte gelockerte Aufbruchmaterial wird durch die parallel zum Planum auswerfenden, ineinanderfördernden Mischwerkzeuge einheitlich vermengt, wobei jeweils das eine Mischebene bildende Aufbruchmaterial wiederholt in der nach oben parallel zum Planum weisenden Fläche dieser Ebene ausgetauscht wird, so dass eine grosse Oberflächendarbietung des granulat artigen Aufbruchmaterials für die Aufnahme bzw. Einmischung der ergänzenden Komponenten des Bindemittels und/oder der Zuschlagstoffe gegeben ist. Dies führt zu einem neu aufbereiSten, praktisch homogen gemischten Deckenmischgut, das im weiteren, bei gleichzeitiger Bildung einer einheitlichen Schichtstärke,in Richtung der 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 200 möglich ist. Zur weiteren Ausbildung des Verfahrens ist festzuhalten, dass die Zugabe des Bindemittels in den den Auflockerungswerkzeugen unmittelbar anschliessenden Teil des Mischbereiches-fallweise an mehreren Stellen- zum Gemenge erfolgt. Die Wahl des Aufgabebereiches ermöglicht ein gleichmässiges Einmischen des Bindemittels über die gesamte Tiefe des durch die Anordnung und Ausbildung der Mischwerkzeuge definierten Mischbereiches. Unabhängig davon ist vorgesehen, dass die Zugabe des Bindemittels bei hin- und herbewegten Mischwerkzeugen der Bewegung dieser Mischwerkzeuge folgt bzw- bei starr angeordneten Mischwerkzeugen - über den Mischbereich hin- und hergehend bewegt erfolgt. Eine zur Ausübung des Verfahrens zweckmässige Vorrichtung sieht vor, dass die in der Maschine angeordneten Mischwerkzeuge mit sternförmig verteilten, parallel zum Planum angeordneten Mischarmen versehen sind. Eine solche Ausbildung, die einen gleichmässigen radialen, von einem Zentrum ausgehenden Auswurf des Gutes vorsieht, unterstützt die ineinanderfördernde Wirkung der Mischwerkzeuge und die einheitliche Vermengung des Gutes. Desweiteren hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass die Tiefeneinstellung der Mischwerkzeuge durch die Tiefeneinstellung der Auflockerungswerkzeuge gesteuert ist, so dass ein einheitlicher Abstand zwischen der Ebene des Aufbruchgrundes und den Mischwerkzeugen gegeben ist. Um eine weitere Vergleichmässigung der Gutvorlage zu erreichen, ist vorgesehen, dass der mit der Maschine verbundenen Einbaubohle aufgabeseitig ein quer zur Vorschubrichtung hin- und herbewegter, rechenartig ergänzt ausgebildeter Querverteiler zugeordnet ist. Das Verfahren und seine zur Ausübung erforderliche Vorrichtung wird damit, insgesamt betrachtet, den Forderungen der Aufgabenstellung in vollem Umfang gerecht. Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die beigefügte schematische zeichnerische Darstellung einer zur Ausübung des Verfahrens zweckmässigen beispielsweisen Maschine näher erläutert. Figur 1 zeigt im Aufriss die Strassen instandsetzungseinrichtungr d.h. die Maschine. Figur 2 zeigt einen partiellen Grundriss der Maschine mit Auflockerungs- und Misch werkzeugen, dem Querverteiler und der Einbaubohlen. Die beiden, den Figuren 1 und 2 zugeordneten Pfeile, weisen die Vorschub- bzw. Arbeitsrich tung aus. Die Maschine zur Instandsetzung 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. Der in Vorschubrichtung weisenden Geräte front ist ein den Gastank 3 tragender Vorderwagen 3' verbunden. Der Gastank 3 dient zur Energieversorgung des mehrteiligen Replastifiziergerätes 2, das dem Vorderwagen 3' angelenkt ist. Dem Grundgerät 1 ist weiter der Bindemitteltank 6 mit der Bindemitteldosierung 7 und der Bindemittelaufgabevorrichtung 8 zugeordnet und die Nivellierbalken 12 angelenkt. Ufer den Nivellierbalken 12 sind die Träger der Auflockerungswerkzeuge 4 und der beweglichen 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 zusammen±ssend wiederholt: Die Deckschicht 20 wird durch das Replasti fiziergerät 2 auf die erforderliche Tempe ratur - die im allgemeinen zwischen 170 und 1900 liegt - in der erforderlichen Tiefe durch gehend erwärmt. 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 Auflockerungswerkzeuge 4 in voreingestellter Tiefe in die Deckschicht 20 ein, heben diese ab und wandeln sie als Agglomerate unterschiedlicher Grosse 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.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht, bei dem - während eines im wesentlichen kontinuierlichen Vorschubes einer zu seiner Ausübung erforderlichen Ma schine - die Deckshicht erwärmt, diese zu einem Aufbruchmaterial gelockert, anschliessend fall weise neues Deckenmaterial dem auf dem Planum verbleibenden Aufbruchmaterial zugeführt, dieses zusammen mit dem Aufbruch eingeebnet und wieder verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, d a B das auf Mischtemperatur erwärmte, gelockerte Aufbruchmaterial (21) durch mehrere, quer zum Vor schub über die Instandsetzungsbreite hin- und her bewegte oder auch starr in diesem Bereich angeord nete, in einer etwa parallel zum Planum gebildeten Mischebene durch auswerfende, ineinanderfördernde Mischwerkzeuge (5) in sich einheitlich vermengt, in das Gemenge in der Mischebene innerhalb des durch die Mischwerkzeuge (5) erfassten Mischbereiches auf ge gebenes, zu ergänzendes Bindemittel (23) und/oder Zuschlagstoffe (24) vorbestimmter Körnung einge mischt, und gleichzeitig das so neu aufbereitete Gut (25) in Richtung zur Einbaubohle (11), bei Bil dung einer bis dahin nahezu einheitlichen Schicht stärke, gefördert wird. 2. Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a B die Zugabe des Bindemittels (23) in den den Auflockerungswerkzeugen (4) unmittelbar an schliessenden Teil des Mischbereiches fallweise an mehreren Stellen zum Gemenge erfolgt. 3. Verfahren zum Instandsetzen einer bituminösen Fahrbahndeckschicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, d a B die Zugabe des Bindemittels (23) bei hin und herbewegten Mischwerkzeugen (5) der Bewegung dieser Mischwerkzeuge (5) folgt bzw. - bei starr angeordneten Mischwerkzeugen - über den Mischbe reich hin- und hergehend bewegt erfolgt. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach An spruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, d a B die in der Maschine angeordneten Mischwerk zeuge (5) mit sternförmig verteilten, parallel zum Planum angeordneten Mischarmen versehen sind. 5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach An spruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, d a B die Tiefeneinstellung der Mischwerkzeuge (5) durch die Tiefeneinstellung der Auflockerungs werkzeuge (4) aesteuert ist. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a B der mit der Maschine verbundenen Einbau bohle (11) aufgabeseitig ein quer zur Vorschub richtung hin- und herbewegter rechenartig er gänzt ausgebildeter Querverteiler (10) zugeord net ist.

Inventors: SCHOLKOPF, WALTER, Schölkopf, Walter
Applicants: SCHOLKOPF, WALTER
Application year: 1982
Main classification: E01C23
IPC codes: E01C23