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用于交通面的結(jié)構(gòu)化元件、其用途和用于產(chǎn)生交通面的方法與流程

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用于交通面的結(jié)構(gòu)化元件、其用途和用于產(chǎn)生交通面的方法與流程
本發(fā)明涉及用于交通路面的結(jié)構(gòu)化元件。由于自然生長的地面不滿足現(xiàn)代交通和運(yùn)輸系統(tǒng)的要求,因此需要建造交通路面,特別是道路和小徑。道路建造系統(tǒng)的目的之一在于創(chuàng)建持久和安全的交通面,該交通面同時(shí)盡可能地可持續(xù)和經(jīng)濟(jì)。為了滿足對(duì)于質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性和交通安全的日益增長的需求,建造技術(shù)和建造方法被不斷地進(jìn)一步開發(fā)或優(yōu)化。特別是,人員和環(huán)境的保護(hù)已變得顯著地更加重要,并且在道路和小徑的建造中需要新的解決方法。重要性已顯著增加的一個(gè)方面是隔音。由于道路是最普遍的交通面,因此道路交通噪聲(也簡稱為道路噪聲)首先起著很大的作用。道路交通所產(chǎn)生的所有噪聲都被歸類為道路交通噪聲。首先,這些是乘用車和卡車以及電動(dòng)自行車所產(chǎn)生的聲音。聲音源于發(fā)動(dòng)機(jī)聲音、來自輪胎的滾動(dòng)噪聲和在高速下在車身和附接部件上出現(xiàn)的空氣渦流等。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源于機(jī)動(dòng)車輛的馬達(dá)、變速箱和傳動(dòng)系統(tǒng)及它們的輔助集料和附接部件的操作。發(fā)動(dòng)機(jī)聲音作為空氣和結(jié)構(gòu)傳聲被傳遞到車輛的內(nèi)部并向外傳遞,并且例如在城市交通中或在起動(dòng)車輛時(shí)的低速和高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出下在所產(chǎn)生的噪聲中占主要地位,而這取決于機(jī)動(dòng)車輛類型和發(fā)動(dòng)機(jī)的種類。減少這些對(duì)機(jī)動(dòng)車制造商而言是一件重要的事,如在高速下最小化空氣渦流。相比之下,來自輪胎的滾動(dòng)聲音很大程度上受道路影響。胎面和胎體由于道路的粗糙度和摩擦輪廓而在振蕩中移動(dòng),并且發(fā)出空氣傳聲。此外,輪胎胎面中的空氣在入口中移位,并且隨后再次被吸入出口中。作為其結(jié)果,出現(xiàn)空氣動(dòng)力學(xué)聲音(所謂的空氣抽吸)。輪胎-道路聲音在一個(gè)寬的速度范圍(根據(jù)擋位的選擇,從大約30-50km/h)內(nèi)占主要地位。它們特別是出現(xiàn)在例如具有粗糙表面和寬接縫以及具有卡車的天然石材鋪砌面上。因此,提供產(chǎn)生較少噪聲的交通面是不變的目的,其中,經(jīng)濟(jì)和耐久性當(dāng)然不應(yīng)被忽略。道路和小徑由不同的材料制成,例如瀝青、混凝土、鋪石或出自松散材料(例如,礫石)。已有許多關(guān)于降噪交通面的建議,其中一些建議也在實(shí)踐中使用。概述例如可以在http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/laermmindernde-fahrbahnbelaege-0,issn1862-4804處找到。從de3524661a1中已知,將表面上具有玻璃珠的顆粒應(yīng)用于涂層上。通過這樣做,將產(chǎn)生反射標(biāo)記。優(yōu)選為四面體的顆粒應(yīng)當(dāng)在末端面向上的情況下被固定,以便獲得盡可能高的反射。fr2160899a1建議安裝具有指向向上的末端或邊緣的四面體顆粒以增加道路涂層的抓地力。在這兩種情況下,由于低的目標(biāo)表面,不能預(yù)期噪聲降低,相反,與通常的灑布砂礫(abstreusplitt)相比,不得不預(yù)期噪聲的增加。令人驚訝的是,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn),對(duì)于被灑布(abgestreut)或結(jié)構(gòu)化的交通面,限定形狀的結(jié)構(gòu)劑(texturierungsmittel)可以降低噪聲產(chǎn)生,其中,交通面同時(shí)是耐用和經(jīng)濟(jì)的。因此,本發(fā)明利用具有四面體基本形狀的結(jié)構(gòu)化元件來解決上述目的,該四面體基本形狀具有2mm至10mm的兩個(gè)角點(diǎn)之間的距離,其中,該結(jié)構(gòu)化元件具有拱形的表面,具有為兩個(gè)角點(diǎn)之間的距離的5%至35%的拱形高度,并且其中,該結(jié)構(gòu)化元件具有根據(jù)dinen196-1確定的120mpa至180mpa的抗壓強(qiáng)度。此外,還通過使用結(jié)構(gòu)化元件來灑布(abstreuen)交通面以及通過用于產(chǎn)生交通面的方法來解決所述目的,其中,結(jié)構(gòu)化元件被滾入、壓印或擦入到交通面的仍然塑料的表面中。在許多實(shí)施例中,在制造過程期間,瀝青路面用天然、破碎的集料(所謂的砂礫)或利用工業(yè)生產(chǎn)的集料(例如,合成硬物質(zhì)、鋁土礦、金剛砂、鉻礦渣)來灑布,其中,大量散布的砂礫被滾入到熱瀝青覆蓋層中。在其中使用1/2、1/3、2/3、3/4、2/5、4/8、5/8或8/11的顆粒作為遞送粒度尺寸(lieferkorngr??en),其中,砂礫和硬物質(zhì)根據(jù)技術(shù)規(guī)范(在德國,例如,最大10%或15%重量百分比的欠尺寸和最大10%重量百分比的過尺寸)可以包含不是微不足道的數(shù)量的過尺寸和欠尺寸。只有高質(zhì)量、破碎的集料,即所謂的砂礫,應(yīng)當(dāng)被用于永久性地防滑和低噪聲的道路表面,所述集料滿足在如下方面對(duì)灑布材料的高要求,即:抗壓強(qiáng)度、拋光和耐磨顆粒形狀、棱角度、薄片性(plattigkeit)、級(jí)配曲線、親和性等。由于特定的技術(shù)要求和昂貴的制備,這種砂礫或硬物質(zhì)是昂貴的,并且在許多區(qū)域中也僅在有限的程度上可獲得。由此,道路表面的抓地力和降噪決定性地受到顆粒的形狀和破碎的集料的薄片性影響。在實(shí)踐中,結(jié)果是由于對(duì)不利形狀或薄片的顆粒(≤15%的重量百分比,si15和fi15類別)的允許公差,通常不能實(shí)現(xiàn)對(duì)抓地力和降噪的需求。在本文中,本發(fā)明提供了補(bǔ)救方法。低噪聲表面的理想概念包括高地(plateaus)和溝壑。由此,高地應(yīng)當(dāng)盡可能多地處于相同的高度,以便在相同水平上為輪胎提供最大數(shù)量的支撐平臺(tái)(tragplateaus)。因此,顯著造成滾動(dòng)噪聲的輪胎的變形被最小化。支撐平臺(tái)之間的溝壑有利于輪胎和道路表面之間的空氣的消散,并且因此,減少或防止產(chǎn)生空氣聲學(xué)折皺聲(aeroakustischenverpressger?uschen)(空氣抽吸)。根據(jù)本發(fā)明選擇的四面體形狀為每個(gè)局部表面提供大的支撐平臺(tái)。由于所有四面體表面是相同的,因此哪個(gè)指向向上是不顯著的。理論上,整個(gè)表面可以被等邊三角形覆蓋,使得滿足對(duì)道路表面的均勻構(gòu)造的要求。另一方面,四面體形狀確保了當(dāng)滾入、壓印或擦入結(jié)構(gòu)化元件時(shí),一個(gè)表面總是指向向上。末端的穿透力最小,使得具有向下放置的表面的結(jié)構(gòu)化元件在滾入、壓印或擦入時(shí)與面向上的表面對(duì)準(zhǔn)。由于穿透力隨著穿透深度的增加而線性增加,因此所有的結(jié)構(gòu)化元件基本上被滾入、壓印或擦入到相同的深度。表面/邊緣的優(yōu)選設(shè)置的曲率具有如下效果,即:當(dāng)類似于球體滾入、壓印或擦入時(shí),結(jié)構(gòu)化元件通過滾動(dòng)而均勻地分布,在這方面這將是最佳的。因此,在通過滾動(dòng)的良好分布能力和作為支撐平臺(tái)的盡可能平的表面的存在之間做出折衷。一般而言,較大的結(jié)構(gòu)化元件具有更顯著的凸起。圓形的邊緣也有助于結(jié)構(gòu)化元件在搬運(yùn)期間產(chǎn)生較少的磨損,該磨損可能損害粘附或結(jié)合。合適的拱形結(jié)構(gòu)結(jié)果是拱形高度與兩個(gè)角點(diǎn)之間的距離(無拱形的四面體的邊長)的比范圍從0.05至0.35,優(yōu)選為0.10至0.30,并且特別優(yōu)選為0.15至0.25。拱形表面和平面之間的最大距離被標(biāo)記為拱形高度,所述平面由相關(guān)表面的三個(gè)角來限定。自然,形狀可以略微不規(guī)則,邊緣不必對(duì)應(yīng)于弧,并且表面對(duì)應(yīng)于球形段。然而,優(yōu)選的是,偏差不大,使得滾動(dòng)特性良好。兩個(gè)角點(diǎn)之間的距離,即非拱形四面體的邊緣長度,應(yīng)當(dāng)范圍從2mm至10mm,優(yōu)選為范圍從3mm至8mm,并且特別優(yōu)選范圍從4mm至6mm,其中,所有的結(jié)構(gòu)化元件具有基本上相同的邊緣長度,并且結(jié)構(gòu)化元件的所有邊緣長度基本上等長?;旧系乳L和基本上相同的邊緣長度意味著差異可不損害對(duì)準(zhǔn)能力和在滾入、壓印或擦入之后的相同高度。預(yù)期由制造引起的如下公差是無害的,即:所述公差為邊緣長度的最大10%,優(yōu)選為最大5%,特別是最大2%,或者多達(dá)1mm,優(yōu)選為多達(dá)0.5mm,并且特別是多達(dá)0.2mm。為了實(shí)現(xiàn)期望的抗壓強(qiáng)度,結(jié)構(gòu)化元件由具有這些屬性的材料制成。第一優(yōu)選材料是混凝土,特別是“反應(yīng)粉末混凝土”,簡稱為rpc,或“超高性能混凝土”,簡稱為uhpc。適當(dāng)?shù)?,將例如cemi52.5r的相對(duì)應(yīng)的水泥與作為集料的例如石英粉的石粉和水混合,并使其在期望的形狀和尺寸的模具中硬化。一般而言,需要并且包含增塑劑。模具可以有利地借助于利用高耐磨集料機(jī)械處理和/或化學(xué)處理的灑布來獲得微粗糙度,使得由于該微粗糙度,結(jié)構(gòu)化元件具有良好且持久的抓地力。天然砂,例如鋁土礦、燧石、金剛砂、石榴石,和工業(yè)制造的集料,例如合成氧化鋁、鉻礦渣、碳化硅、氧化鉻(iii)、氧化鋯(iv)或類似物適合作為高強(qiáng)度集料,即所謂的細(xì)砂。顆粒尺寸合適地為從20μm至160μm。所產(chǎn)生的微粗糙度優(yōu)選為達(dá)到0.063mm至0.2mm。整體式模具也可用于具有小的拱形高度的結(jié)構(gòu)化元件。為了在這種情況下產(chǎn)生微粗糙度,建議在平滑之后利用高耐磨細(xì)砂在模具中灑布形成表面的層。此外,還可以在表面上給結(jié)構(gòu)化元件提供光催化活性材料(例如,納米二氧化鈦)或由光催化活性混凝土(例如,基于可從heidelbergcementag獲得的tiocem?)來產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化元件。因此,一方面,獲得了自清潔性能,并且另一方面,道路表面可有助于空氣污染物(例如,亞硝氣nox)的消耗。典型的rpc配方包括:500-1000kg/m3水泥、1500-2000kg/m3石粉和125-200kg/m3水(水灰比(w/z)0.25-0.35或水粘結(jié)劑值(w/b)0.15-0.25)。適當(dāng)?shù)兀谒噘|(zhì)量,還加入25-100kg/m3的矽塵或二氧化硅漿料(silicaslurry),和/或3-6%重量百分比的增塑劑。典型的新混凝土的體積密度范圍從2400kg/m3至2600kg/m3。用于結(jié)構(gòu)化元件的第二優(yōu)選材料是陶瓷。將例如粘土之類的合適的無機(jī)原料與水混合成糊料,置于模具中,干燥為生坯并燒結(jié)。在這樣做時(shí),表面也可提供有上述微粗糙度。結(jié)構(gòu)化元件也可借助于液壓機(jī)在相對(duì)應(yīng)的模具中產(chǎn)生為丸粒(presslinge)。為此,在特殊的丸粒模板中的徑向跳動(dòng)模具主體壓力機(jī)中,在液壓下將土濕潤(erdfeucht)的rpc材料混合物形成為結(jié)構(gòu)化元件的相對(duì)應(yīng)的形狀。新鮮丸粒具有如此高的強(qiáng)度,以至于它們可以通過輸送帶接收而不被損壞,并且直接在該輸送帶上進(jìn)一步輸送到濕潤或霧化固化室中。將完全水合所需的水分供應(yīng)至濕潤或霧化固化室中的結(jié)構(gòu)化元件,使得實(shí)現(xiàn)100%的高最終強(qiáng)度。從技術(shù)角度來看,還可以通過固體的侵蝕處理來獲得具有合適的機(jī)械屬性的結(jié)構(gòu)化元件。然而,根據(jù)當(dāng)前的知識(shí)狀態(tài),這是不經(jīng)濟(jì)的。結(jié)構(gòu)化元件的抗壓強(qiáng)度為至少120mpa,優(yōu)選為至少130mpa,特別是為至少150mpa。抗壓強(qiáng)度根據(jù)dinen196-1來確定。上限不是由目的所隱含的,然而,根據(jù)當(dāng)前的知識(shí),高于180mpa的值沒有優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選地,結(jié)構(gòu)化元件具有根據(jù)dincen/ts12390-9來檢查的抗凍和抗結(jié)凍除冰鹽耐性,具有至多1.5kg/m2、優(yōu)選為至多0.5kg/m2并且特別是至多0.05kg/m2的耐候材料(abwitterung)。對(duì)于結(jié)構(gòu)化元件的rpc,預(yù)期不存在風(fēng)化,這是因?yàn)榛炷恋母呙芏群蛷?qiáng)度以及低水灰比。根據(jù)當(dāng)前的知識(shí),低于0.03kg/m2的耐候值是不必要的。優(yōu)選地,結(jié)構(gòu)化元件具有至少53、優(yōu)選為至少55并且特別是至少58的根據(jù)dinen1097-8來測量的耐拋光性(所謂的psv值)。這里原則上也沒有上限,但根據(jù)當(dāng)前的知識(shí),高于62的值是不必要的。交通面的產(chǎn)生以本身已知的方式進(jìn)行,其中,首先產(chǎn)生支撐層,并且視情況而定產(chǎn)生結(jié)合層。覆蓋層被施加在這些層上,并且利用根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化元件來灑布。雖然覆蓋層仍然是塑料的,但結(jié)構(gòu)化元件被滾入、壓印或擦入。由于它們沒有優(yōu)選的方向,因此當(dāng)滾入時(shí)出現(xiàn)基本上平的表面。由于非常高的形狀因數(shù),可以預(yù)期在滾動(dòng)期間輪胎的變形減小。略微圓形的邊緣確保了結(jié)構(gòu)化元件在灑布期間不會(huì)被纏住,并且均勻地分布在表面上。在本發(fā)明的范圍中,術(shù)語“交通面的產(chǎn)生”還包括當(dāng)至少覆蓋層被更新時(shí)恢復(fù)交通面。首先,熱軋瀝青(例如,瀝青乳化物、礫石乳化瀝青、瀝青混凝土)和澆注瀝青被認(rèn)為是覆蓋層,由于建立的抓地力要求,該覆蓋層基本上被鈍化或?yàn)⒉?。但是由混凝土制成的道路覆蓋也可以借助于結(jié)構(gòu)化元件來產(chǎn)生或提供為永久性地防滑和降噪。與使用天然的相對(duì)不規(guī)則的破碎集料的洗凈混凝土建造方法(waschbeton-bauweise)相比,可以通過在形狀、形式和材料質(zhì)量方面優(yōu)化的結(jié)構(gòu)化元件來產(chǎn)生對(duì)于耐久性、抓地力、降噪、驅(qū)動(dòng)動(dòng)力和駕駛舒適性的均勻的表面結(jié)構(gòu)。此外,例如根據(jù)de102007040245a1,由混凝土預(yù)組裝部件制成的交通面也可以配有結(jié)構(gòu)化元件。在又一變體中,結(jié)構(gòu)化元件可以被固定地設(shè)置到載體,例如,設(shè)置在墊子、格柵、非織物、膜、針織織物、織物等上。該載體可以是柔性的并且被插入到仍然新鮮、即尚未硬化的表面中。它可以是形成交通面的最上層的剛性載體。用于載體的材料取決于它被嵌入還是形成最上層。形成最上層的載體可以包括例如混凝土、瀝青、人造樹脂或鋼。插入到交通面的最上層中的載體可以包括例如玻璃、塑料、紡織品或碳。最簡單地,當(dāng)覆蓋層硬化時(shí),載體通過被插入到新鮮的覆蓋層中或施加在新鮮的覆蓋層上來固定。粘合結(jié)合也是可能的。應(yīng)當(dāng)理解的是,載體以使得它們形成封閉表面的方式來安裝。錨定元件可以被設(shè)置在載體的下側(cè)和/或邊緣上的連接劑上。結(jié)構(gòu)化元件也適用于基于環(huán)氧樹脂或聚氨酯樹脂的表面。在這樣做時(shí),它們散布在新施加的樹脂涂層上,并且優(yōu)選地也被滾入、壓印或擦入。本發(fā)明將借助于以下示例和附圖進(jìn)行說明,然而并不限于具體描述的實(shí)施例。除非另有說明或上下文另有提示,否則在對(duì)混合物的總重量有疑問的情況下,百分比與重量有關(guān)。本發(fā)明還涉及優(yōu)選實(shí)施例的所有組合,如果它們不相互排斥。與數(shù)字相結(jié)合的術(shù)語“大約”或“約”是指包括高或低至少大約10%的值或者高或低大約5%的值,以及在任何情況下高或低大約1%的值。本文中示出了:在圖1中示出了第一結(jié)構(gòu)化元件;在圖2中示出了第二結(jié)構(gòu)化元件;在圖3中示出了第三結(jié)構(gòu)化元件;在圖4-9中示出了在過程中的滾動(dòng)。在圖1至圖3中,依透視法描繪了結(jié)構(gòu)化元件,在每種情況下一次具有一個(gè)末端向上,并且一次具有一個(gè)末端向下。結(jié)構(gòu)化元件具有不同的拱形高度。在圖1中,拱形高度為10%,在圖2中為20%,并且在圖3中為30%。在直接的比較中,可以容易地認(rèn)識(shí)到增加的拱形高度如何使得結(jié)構(gòu)化元件在外部形狀上更加呈球形。盡管如此,但拱形表面仍保持如此平坦,使得它們?yōu)檩喬ヌ峁┝吮3州喬プ冃屋^小的平坦支撐。在圖4至圖9中,借助于一個(gè)單一的結(jié)構(gòu)化元件示意性地描繪了過程中的滾動(dòng)。在圖4中,示出了如下時(shí)刻,即:在該時(shí)刻,結(jié)構(gòu)化元件1剛好與涂層2的表面和輥3的表面接觸,該輥3的表面即為輥3的滾動(dòng)表面4。結(jié)構(gòu)化元件1和輥3的尺寸比率并非真實(shí)比例。在輥3的進(jìn)一步滾動(dòng)期間,其表面4對(duì)結(jié)構(gòu)化元件1施加壓力,通過將該結(jié)構(gòu)化元件1的前部、下部末端或邊緣刺入到靜止的塑料涂層2中,該表面4屈服于該結(jié)構(gòu)化元件1。由于末端或邊緣的穿透力小于用于刺入接觸表面的力,因此當(dāng)滾入時(shí),結(jié)構(gòu)化元件1自身與向下的末端對(duì)準(zhǔn)。如圖6至圖8中所示,它被輥3的滾動(dòng)表面4越來越多地壓入。當(dāng)輥3最終越過結(jié)構(gòu)化元件1滾離時(shí),如圖9中所示,該結(jié)構(gòu)化元件1的表面基本上處于與涂層2的表面齊平的水平上。根據(jù)輥3的重量強(qiáng)度和涂層2的塑性的比率,它根本不突出涂層2之外或者僅以其表面(在拱形元件1中以中心)突出或略微豎起,如圖9中以夸張的方式示出的。示例1由600kg/m3的水泥、具有范圍從0.04mm至0.5mm的粒度尺寸的1800kg/m3的石英粉、矽塵(以水泥計(jì)為16%的重量百分比)、172kg/m3的水(水灰比0.35、水粘結(jié)劑值0.25)以及38kg/m3的增塑劑(以水泥計(jì)為5%的重量百分比)來產(chǎn)生具有2540kg/m3的體積密度的混凝土(即所謂的rpc)。流擴(kuò)散(ausbreitma?)為630mm。根據(jù)dinen196-1在具有40mm×40mm的截面和160mm的長度的棱柱形測試體(所謂的砂漿棱柱)上確定rpc的抗壓強(qiáng)度和彎曲拉伸強(qiáng)度。此外,rpc根據(jù)dinen196-1被澆注到測試體模具中,在振動(dòng)臺(tái)上凝固,并且隨后簡潔地進(jìn)行平滑。模具中的測試體用玻璃板來覆蓋,并且隨后,被儲(chǔ)存在潮濕室(溫度20.0℃±1.0℃,相對(duì)空氣濕度>90%)中,直到24小時(shí)后脫模。在脫模后立即將測試體儲(chǔ)存在濕毛巾中(24小時(shí)后檢查)或具有20.0℃±1.0℃的溫度的水浴中,直到1天、7天和28天后相應(yīng)地檢查。首先,根據(jù)dinen196-1在棱柱上確定彎曲拉伸強(qiáng)度,并且隨后,在半棱柱上確定抗壓強(qiáng)度。結(jié)果總結(jié)在表1中。表1檢查時(shí)間1天7天28天抗壓強(qiáng)度25.9mpa95.9mpa150.3mpa彎曲拉伸強(qiáng)度5.0mpa18.7mpa22.0mpa附圖標(biāo)記列表1結(jié)構(gòu)化元件2涂層3輥4滾動(dòng)表面。當(dāng)前第1頁12
當(dāng)前第1頁1 2 
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