PROCESS FOR PREPARING A BITUMUNOUS MIXTURE WITH A LOW EMISSION, CONTAINING A LARGE AMOUNT OF RECYCLED GRANULAR MATERIAL

Abstract: The invention relates to a process for the intermittent or continuous low-emission preparation of a bituminous mixture 5 by the use of a usually high proportion of granular asphalt 2 from broken-up or cut-off road covering layers which are supplemented by heated additives 1, fillers 3 and bitumen 4 in a mixer 8 to form a recycled composite material 5, a temperature synchronisation of the individual fractions being necessary. The additives 1 are usually heated in a drum dryer fired in counterflow and the broken granulate in a drum dryer fired in co-flow. The dwell time of the additives and the granulates is determined by an appropriate adjustment of the drum inclination. <IMAGE>

Description: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen, emissionsarmen Aufbereitung von bituminösem Mischgut unter Mitverwendung eines in der Regel hohen Anteils an Granulat aus aufgebrochenen oder abgefrästen Asphaltbelägen von Strassen oder dergleichen Verkehrsflächen und ergänzenden Zuschlagstoffen, wobei die Abgabe der beiden erhitzten Komponenten aus zwei getrennten Trommeltrocknern erfolgt und gemeinsam mit ergänzenden Füller- und Bindemittelanteilen in einem Mischer zusammengeführt werden. Ein Verfahren dieser Art ist durch die DE-OS 27 57 944 in seinen Grundzügen bekannt. Hier ist es vorgesehen, dass die Deckschicht der Fahrbahn in grossem Abstand von der Aufreissstelle bis kurz vor die Erreichung der Verarbeitungstemperatur vorgewärmt und anschliessend direkt vor der Aufreissstelle auf die endgültige Verarbeitungstemperatur erwärmt wird. Nach Anspruch 3 dieser Schrift ist vorgesehen, dass hinter der Aufreissstelle und vor dem Verteilen und Einbauen, neues Deckenmaterial zugeführt wird. Die Verfahren aus der damaligen Zeit wurden allgemein auf der abgefrästen bzw. abgeschälten Oberfläche ausgeführt und auch als "Recycling-in-place Verfahren" bezeichnet, wobei, wie erwähnt, das neu zuzugebende Deckenmaterial vor dem Verteilen und Einbauen zugeführt und damit zwangsläufig mit dem Granulat vermischt wird. Hinweise auf diese Verfahren werden durch die Zeitschrift "Bitumen, Teere, Asphalt, Peche" Heft 5/197n, Seiten 24 uns 28 ausgewiesen, wobei diese als "Repave" bezeichnete Verfahren bekanntgeworden sind. Ein weiter entwickeltes Verfahren dieser Art wird durch die DE-OS 31 47 834.4 beschrieben= Dieses Verfahren sieht vor, dass das auf Mischtempe- ratur erwärmte, gelockerte Aufbruchmaterial der Deckschicht durch mehrere, quer zum Vorschub über die Instandsetzungsbreite hin- und herbewegte oder auch starr in diesem Bereich angeordnete, parallel zum Planum auswerfende, sternförmig ausgebildete, inein anderfördernde Mischwerkzeuge in sich einheitlich vermengt und in das Gemenge in der Mischebene im Bereich der Mischwerkzeuge aufgegebene, zu ergänzendes Bindemittel uhd/oder Zuschlagstoffe in vorbestimmter Körnung eingemischt wird, wobei das so neu aufbereitete Gut durch die Einbaubohle eriEt und in einer nahezu einheitlichen Schichtstärke eingebaut wird. Diese Verfahren sind jedoch grundsätzlich durch die Notwendigkeit behaftet, Aufbruchgut und neues Deckenmaterial ausschliesslich kontinuierlich zu sainrnenführen zu müssen. Dies bedeutet, dass insbesondere schon der unterschiedliche, vom Deckenzustand mengenmässig abhängige Anfall des plastifizerten Aufbruchgutes Führungsgrösse für die Zuführung des frischen Asphalte sein muss. Darüberhinaus ist die qualitative Restzusammensetzung des Aufbruches auch nicht als unbedingt einheitlich anzusprechen, da der Qualitätsabbau der Deckschicht über ihre Breite in der Regel nicht einheitlich ist. Es ist deshalb Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren nach der eingangs beschriebenen Art zu nennen, das erlaubt, ein qualitativ einheitliches Mischgut durch entsprechende Ergänzung des Aufbruchgranulats, der Zuschlagstoffe, des Füllers und des Bindemittels in einem Mischer, bei optimaler Nutzung des in den Anteilen bereits vorhandenen Wärmeinhaltes, herzustellen. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe sieht vor, dass in dem Mischer die Anteile intensiv miteinander vermischt und der den grössten Wärmeinhalt aufweisende Anteil durch Abgabe eines Wärmeüberschusses an die anderen Anteile vorrangig zur Temperaturangleichung der Komponenten beiträgt, und dass das so aufbereitete Recycling-Mischgut unmittelbar der weiteren Verarbeitung oder aber einer Zwischenspeicherung für die absatzweise Entnahme zugeführt wird. Dieses Vorgehen erlaubt die Probenahme aus dem Mischer und darauf aufbauend, eine Feinsteuerung der Zusammensetzung des Mischgutes. Dabei muss das so aufbereitete Gut nicht unbedingt wieder auf der Abtragsstelle eingebaut, sondern es kann auch, und zwar in der Regel in Verbindung mit einer QualitSts- abstufung,für den Bau weniger belasteter Strassen verwendet werden. In diese Uberlegungen greifen insbesondere auch d1 e Transportkosten für die Rückführung des Aufbruches zur Mischanlage und die Wiederzuführung zur Baustelle ein, wobei nochmals betont werden soll, dass die Qualität des Mischgutes sowohl im ganzen erhöht als auch bei Bedarf niedriger eingestellt werden kann Diese Frage wird also auch ausschliesslich durch wirtschaftliche Momente bestimmt. Im allgemeinen ist davon auszugehen, dass im Hinblick auf die relativ geringe Gefahr einer Schädigung der Zuschlagstoffe diese für die erstellung des neuen Asphaltmischgutanteiles in einem Trommeltrockner auf eine solche Temperatur aufgeheizt werden, dass die aus der Mischung aller Anteile im Mischer sich einstellende einheitliche Temperatur den durch die vorbestimmte Bauweise gegebenen Vorschriften entspricht. ** Unabhängig davon, dass hier dieses Vorgehen vorrangig empfohlen wird, muss vor den Folgen der Überhitzung des Gesteines gewarnt werden, da die Viskosität der Bindemittel oft beträchtlich steigt. Mischgut mit gegenüber dem Ausgangsbitumen um ein bis zwei Sorten härteren Bitumen bedingt schon höhere Einbautemperaturen, schnelleren Einbau und rascheres und intensiveres Walzen. Aus diesem Grund kann, insbesondere bei hohem Granulatanteil, vorgesehen werden, dass dieser in einem Trommeltrockner auf eine solche Temperatur erhitzt wird, dass dessen Wärmeinhalt in Verbindung mit dem des Bitumenanteiles ausreichend ist, um dem Füller und den bereits erhitzten Zuschlagstoffen eine. einheitliche Temperatur zu vermitteln, die den durch die vorbestimmte Bauweise gegebenen Vorschriften entspricht. Bei der Ausübung des Verfahrens empfiehlt es sich, dass die Erhitzung der Zuschlagstoffe im Gegenstrom erfolgt, **(val. Shell-Taschenbuch für den Strassenbau von 1970, Seite 78) wobei die Steuerung der Wärmeaufnahme durch Einstellung der Neigung des Trommeltrockners und damit die Verweilzeit der Zuschlagstoffe in diesem bestimmbar ist. Umgekehrt ist in aller Regel vorzusehen, daB die Erhitzung des Granulats im Gleichstrom mit LuftüberschuB in der Flamme des Brenners erfolgt, und die Abgase dieses Trommeltrockners dem Brenner und dessen im Gegenstrom befeuerter Trockner für die Zuschlagstoffe als Sekundär- oder Tertiärluft verwendet werden, wobei die Steuerung der Wärmeaufnahme durch Einstellung der Neigung des Trommeltrockners und damit die Verweilzeit des Granulats in diesem mitbestimmbar ist. Ebenso kann vorgesehen werden, dass die Erhitzung der Zuschlagstoffe im Gegenstrom durch einen Brenner im Trommeltrockner erfolgt und die Abgase aus diesem im Gegenstrom oder auch im Gleichstrom dem Granulattrockner, der in diesem Fall keinen separaten Brenner ausweist, zugeführt werden. Unabhängig davon kann, insbesondere bei hohem Granulatanteil vorgesehen werden, dass die Erhitzung des Granulats im Gegenstrom durch einen Brenner im Trommeltrockner erfolgt und die .Ahgaseaus diecern im Gegenstrorn oder auch im Gleichstrom dem Trommeltrockner für die Zuschla- stoffe zugeführt werden. Das Verfahren muss eine schonende Trocknung und Erhitzung des Granulats aus drei Gründen ermöglichen, und zwar a) die Menge der freiwerdenden Kohlenwasser stoffe ist so gering wie möglich zu halten, um die Umwelt nicht unangemessen zu be lasten; b) das zu erhitzende Bindemittel darf nicht durch eine über das unvermeidbare Mass hinaus gehende Verflüchtigung seiner Leichtbestand teile und durch Oxidation nicht massgebend er härtet sowie in seiner Elastizität nennens wert verschlechtert werden; c) die Wirkngsweise der Maschinenanlage soll durch Verklebungen im Trommelrohr und im Filter nicht beeinträchtigt werden. Ein nahezu optimaler Verfahrensablauf stellt sich dann ein, wenn bei Erhitzung des Granulats in dem Trommeltrockner dieses, von seiner Aufgabenseite her betrachtet, im Gleichstrom mit der offenen Flamme und deren Rauchgase fünf Zonen I - V durchläuft, wobei in der Zone I das Granulat im Einzugsbereich durch herkömmliche Spiralgänge geführt wird, die in die Zone II, den eigentlichen Brennraum, überführt, der versetzt angeordnete Einbauten auf weist, die das Granulat im unteren Bereich des Trommeltrockners, in sich umwälzend för dernd, verbleiben lässt, wobei am Ende des Brennraumes eine in ihrer Grösse so definierte Stauscheibe angeordnet ist, dass eine Rezir kulation der Rauchgase zur Erzielung einer bestmöglichen Verbrennung, bei Vermeidung eines nennenswerten Wärmestaues gattfindet, und das Granulat anschliessend in die Zone III, d.h. die Trocknungszone, eingeleitet wird, die mit eng stehenden Rieseleinbauten in einen relativ dichten, lediglich durch die Abwurfcharakteristik der Einbauten einge grenzten Rieselvorhang verteilt und die Aktivierung des Bindemittels, bei maximaler Rauchgastemperatur und Geschwindigkeit, und einem hieraus resultierenden optimalen Wärmeübergang einleitet, und das Granulat in die Zone IV , d.h. den Abreinigungsbereich überführt, und durch in Distanz von der Trommelwandung angeordnete Hubschaufeln dem Granulat wei tere Wärme zugeführt wird und gleichzeitig durch die durch die Distanz der Hubschaufeln zur Trommelwandung gebildeten Spalte Teil ströme des Granulats unmittelbar entlang der inneren Peripherie der Trommelwandung, diese hierbei permanent abreinigend, ge führt wird und das Granulat in die Zone V, d.h. die Zone der Endwärmung auf eine Temperatur von ca. 20 C unterhalb der Temperatur der austretenden Abgase er hitzt wird, wobei die Endbeschaufelung zunächst so ausgebildet ist, dass das Gra nulat nicht gestaut, sondern im wesent lichen lediglich von der Trommelwandung abgelenkt wird und im weiteren ein über die Breite der Endbeschaufelung sich ver zögernder Abwurf durch partielle Ab schrägung der Endbeschaufelungen in Durch flussrichtung stattfindet. Unabhängig davon ist auch eine andere Aufgliederung der Trockentrommel möglich, so dass das Granulat in der Trockentrommel durch eine beliebige Anzahl mit unterschiedlichen Einbauten ausgerüsteten Zonen im Gleich- oder Gegenstrom geführt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die beigefügten schematischen Darstellungen in drei beispielsweisen Anordnungen, d.h. durch die Figuren 1 bis 3, näher erläutert, wobei Figur 3 eine Teilabwicklung des Trommeltrockners zeigt. Figur 1 zeigt die Zusammenführung der Anteile des Recycling-Mischgutes 5 in dem Mischer 8 aus den das Granulat 2 ergänzenden Zuschlagstoffen 1, sowie zusätzlicher Füller 3 und Bitumen 4. Die Zuschlagstoffe 1 werden im Gegenstrom durch einen Trommeltrockner 6 auf eine solche Temperatur erhitzt, dass der Wärmeinhalt dieses Stoffanteiles in der Regel dominierend für die Temperatur des Recycling-Mischgutes 5 im Mischer 8 ist. Das in einem zweiten Trommeltrockner 7 aufzuheizenden Granulat 2 wird im Hinblick auf die Minderung der Gefährdungsmöglichkeit für das Granulat bzw. seiner zumindest einen losen Bindungszustand erhaltenden Klebekraft, im Gleichstrom beheizt und die als "fett zu bezeichnenden Abgase aus dem Trommeltrockner 7, dem Brenner 6.1 und dessen im Gegenstrom befeuerter Trommeltrockner 6 für die Trocknung und Erhitzung der Zuschlagstoffe 1 als Sekundär- oder Tertiärluft verwendbar gemacht. Figur 2 zeigt eine Anordnung bei der lediglich im Trommeltrockner 6 ein Brenner 6.1 für dessen Befeuerung im Gegenstrom angeordnet ist. Die Abgase werden dem Trommeltrockner 7 für die Aufheizung des Granulats 2 in einer solchen Menge im Gleichstrom über die Leitung 7.2.2. zugeführt und die Beschickung des Mischers 8 mit den Einzelanteilen 1 bis 4 in gleicher Weise wie bereits durch Figur 1 ausgewiesen vorgenommen. Figur 3 zeigt, dass der Trommeltrockner 7 für das Granulat 2 fünf Zonen mit verscniedenen Einbauten aufweist. Zone I zeigt den Einzugsbereich 10 für das Granulat 2, wobei herkömmliche Spiralgänge 15 das Gut führen. Zone II zeigt den Brennraum 11, dessen Länge etwa mit der Länge des Ausbrandbereiches der Flamme korrespondiert. Die vorgesehenen Einbauten sind so angeordnet und so ausgebildet, dass das Gut lediglich umwälzend auf dem Trommelgrund gefördert wird. Am Ende dieser Zone ist eine Stauscheibe 17 angeordnet, die eine Rezirkulation der Rauchgase zur Erzielung einer bestmöglichen Verbrennung bei Vermeidung eines nennenswerten Wärmestaues bewirkt. Das Granulat 2 wird anschliessend in die Zone III, d.h. die eigentliche Trocknungszone 12, eingeleitet, die mit eng stehenden Rieseleinbauten 18 einen relativ dichten, lediglich durch die Abwurfcharakteristik der Einbauten eingegrenzten Rieselvorhang erzeugen. Der Abwurf erfolgt, rein physikalisch betrachtet, immer in Form einer ParabeL wobei nicht nur die Stoffmerkmale für die Gestaltung dieser Kurven, sondern auch die Umfangsgeschwindigkeit der Einbauten massgebend ist. Durch den Rieselvorhang wird die Aktivierung des Bindemittels, bei maximaler Rauchgastemperatur und Geschwindigkeit, eingeleitet und so optimale Bedingungen für den Wärmeübergang geschaffen. Das Granulat führt dann in die Zone IV über, die als Abreinigungsbereich zu betrachten ist und durch die in Distanz 7.4 von der Trommelwandung 7.3 angeordnete, relativ grosse, oberflächenbildende Hubschaufeln 19 dem Granulat 2 weitere Wärme zugeführt wird und gleichzeitig den durch die Distanz 7.4 der Hubschaufeln 19 zur Trommelwandung 7.3 gebildeten Spalte Teilströme des Granulats 2 unmittelbar entlang der inneren Peripherie der Trommelwandung 7.3 leitet und hierbei diese permanent abreinigt. In der Zone V wird die Enderwärmung auf eine Temperatur von ca. 200 C unterhalb der Temperatur der austretenden Abgase eingestellt, wobei die Endbeschaufelung 21 zunächst so ausgebildet ist, dass das Granulat 2 nicht gestaut, sondern im wesentlichen lediglich von der Trommelwandung 7.3 abelenkt wird und im weiteren über die Breite der Endbeschaufelung durch partielle Abschrägung der Rinnen ein verzögernder Abwurf in Durchflussrichtung stattfindet. Abschliessend muss bemerkt werden, dass insbesondere bei hohem Granulatanteil die Anordnung des Brenners 7.1 im Trommeltrockner für eine Gegenstrombefeuerung vorsehbar ist. Da die Ausgangslage jeweils verschieden sein kann, ist es zweckmässig, die Anlage in weitgehendem Rahmen variabel betreiben zu können. In diesem Zusammenhang soll ein Hinweis auf die nicht beanspruchte und auch nicht gezeichnete, aber erforderliche exakte Dosierung der einzelnen Anteile hingewiesen werden. Sie kann bei absatzweisem bzw. Chargenbetrieb additiv über eine Waage und ein separates Bindemitteldosiergerät oder aber, bei kontinuierlichem Betrieb, durch Bandwaagen und Durchflussmengenzähler erfolgen.

Claims: A process for the stepwise or continuous preparation of a bituminous mixture containing a usually high amount of granular material from broken or milled-up roads, with the discharge being from two separate drums (6/), to wit: a) from the drying drum (6.1) for drying and heating the additives (1), and b) from the Concurrently operated drying drum (7) for drying and heating the old asphalt granulate (2) in predetermined amounts, with the additives (1), the old asphalt granulate (2) and the amount of filler and binder (3/4) being supplied immediately successive]y to a separate mixer for being intimately mixed and subsequently further processed or being separately stored for the stepwise withdrawal, with shares (1 to 4) being intimately mixed within the mixer (8), and with share (1) or share (2) exhibiting the highest heat content, by discharging its excess heat to the other shares (1,2,3) or (2 to 4), primarily contributing to the temperature adjustment of the components, characterized in that the heating of the granulate (2) when effected concurrently takes place with excess air in the flame of the burner (7.1), and that the exhaust gases of the drying drum (7) for the granulate (2) are supplied as secondary air to the burner (6.1) and to the drying drum (6) for the additives (1) countercurrently fired.

Inventors: HOEHN, REINHOLD, WIELAND, MAX, DIPL.-ING., Höhn, Reinhold
Applicants: WIBAU MASCHINEN GMBH & CO. KG
Application year: 1986
Main classification: E01C19
IPC codes: E01C19