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WO1994028247A1 - Verfahren zur herstellung einer elastischen zwischenschicht für bahngleise - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer elastischen zwischenschicht für bahngleise Download PDF

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Publication number
WO1994028247A1
WO1994028247A1 PCT/EP1994/001633 EP9401633W WO9428247A1 WO 1994028247 A1 WO1994028247 A1 WO 1994028247A1 EP 9401633 W EP9401633 W EP 9401633W WO 9428247 A1 WO9428247 A1 WO 9428247A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mixing chamber
mixture
component adhesive
intermediate layer
elastic intermediate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1994/001633
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Clausdieter Ihle
Volker Banhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knauf Marmorit GmbH
Original Assignee
Koch Marmorit GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koch Marmorit GmbH filed Critical Koch Marmorit GmbH
Priority to EP94917656A priority Critical patent/EP0700475A1/de
Priority to AU69292/94A priority patent/AU6929294A/en
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Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B19/00—Protection of permanent way against development of dust or against the effect of wind, sun, frost, or corrosion; Means to reduce development of noise
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C13/00—Pavings or foundations specially adapted for playgrounds or sports grounds; Drainage, irrigation or heating of sports grounds
    • E01C13/06—Pavings made in situ, e.g. for sand grounds, clay courts E01C13/003
    • E01C13/065—Pavings made in situ, e.g. for sand grounds, clay courts E01C13/003 at least one in situ layer consisting of or including bitumen, rubber or plastics
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/01—Elastic layers other than rail-pads, e.g. sleeper-shoes, bituconcrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/03—Injecting, mixing or spraying additives into or onto ballast or underground

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an elastic intermediate layer for train tracks.
  • Elastic intermediate layers for road surfaces and sports fields have so far been prefabricated in the form of rolled-up mats, the layer thickness being 5 to 100 mm, depending on the intended use. Intermediate layers of this type are very expensive due to the material used and the subsequent processing. So far, they have only been used where it was considered absolutely necessary.
  • PA 440 shows that this can be used as a binder for rubber granules in the production of elastic coverings and in combination with cement for strengthening ballast in track systems.
  • This technical information sheet also shows that this polyurethane prepolymer, which still contains excess isocyanate, hardens at normal temperature under the influence of moisture to form an elastic, rubber-like mass.
  • Processing as a binder for rubber granules is preferably carried out in a compulsory mixer. Depending on the grain size, the binder content is between 15 and 20%, calculated on rubber granulate. The viscosity of this product is given as 4.0-0.5 Pa-s.
  • the elastic coverings produced in this way were still relatively expensive due to the materials used.
  • a disadvantage of these coverings, just like that of prefabricated mats, is that the mats are impermeable to water, so that the drainage for surface water requires additional measures, for example by maintaining angles of inclination and above all by avoiding subsidence without adequate drainage .
  • Sub-ballast mats are increasingly required for railway tracks in order to reduce the transmission of structure-borne noise into the ground and, moreover, to protect the ballast through the elasticity.
  • Recent investigations have shown that a freshly stuffed ballast bed can give way by 1 to 1.5 mm when loaded by the train traveling over it, but after some time the ballast bed solidifies so that only 0.2 to 0.4 mm follows ⁇ will be given. This hardening of the ballast bed not only loads the ballast and shortens its lifespan, but also leads to an extremely undesired transmission of the structure-borne noise.
  • an elastic intermediate layer made of rubber granulate and an adhesive the rubber granulate having a grain size of 5 to 25 mm and preferably consisting of shredded old tires.
  • This granulate is either applied in a layer thickness of 10 to 100 mm on the substrate. spreads and then sprayed with a multicomponent adhesive or it is mixed beforehand with a multicomponent adhesive and applied to the substrate in a layer thickness of 10 to 100 mm and spread out.
  • Both process variants lead to layers with astonishingly good properties and, moreover, are extremely inexpensive, since 2 to 3 wt. Since the cavities between the individual granules of the granulate remain free and open and only a selective bonding takes place, the intermediate layers produced according to the invention are also water-permeable and thus automatically drainable.
  • the spraying of a layer of the rubber granulate previously spread out on the substrate is preferably carried out in such a way that the components are spatially separated from one another at a relatively high pressure and brought to a mixing chamber, mixed turbulently in the mixing chamber and as a mixture with a relatively low pressure Laminar print on the material as a flat curtain.
  • the mixture is adjusted to have a relatively low surface tension but somewhat increased viscosity to prevent the curtain from opening prematurely and the formation of mists.
  • Viscosities in the range between 300 and 800 mPa-s have proven particularly useful.
  • the need for multicomponent adhesives increases without the final layers having better properties.
  • Lower viscosities can generally only be achieved by adding organic solvents, but this should be avoided as far as possible for ecological and economic reasons. It is therefore preferred worked solvent-free.
  • the rubber granulate beforehand with a multi-component adhesive and to apply and spread it onto the substrate in the desired layer thickness of 10 to 100 mm.
  • the mixing can be carried out, for example, in a conventional free-fall mixer.
  • care must be taken that the pot lives are not too short, since otherwise there is too little time for the mixing, application and spreading operations.
  • care must be taken to ensure that both the mixing device and the equipment for application and spreading out are cleaned shortly after use, since otherwise they will easily stick together and can then only be cleaned with increased effort. It must therefore be weighed from case to case which of the two methods is more suitable and which leads to the desired success with the least amount of material and labor.
  • Two-component adhesives are particularly suitable as multi-component adhesives, in particular those based on polyurethane and epoxides.
  • the granulate from shredded old tires can be used as rubber granulate, but care must be taken that this granulate predominantly has a grain size of 5 to 25 mm. Finer material easily leads to sticking and clogging of the pores, so that the intermediate layers obtained are no longer removed. are adequately drained. Shredded old tires with grain sizes over 25 mm are also difficult to process because they are more difficult to mix and spread. These grain size limits therefore apply to both process variants. If other rubber granules with the appropriate grain size distribution are available inexpensively, they can be used like shredded old tires. However, because of the homogeneous composition, such materials are often returned to the manufacturing process of special products, so that they are relatively rare and not available everywhere in the required quantity.
  • the intermediate layers produced according to the invention have proven to be extremely stable even under heavy loads, so that they also withstand the heavy loads as sub-ballast mats of train tracks.
  • the material and manufacturing costs, on the other hand, are considerably lower than those of prefabricated mats or layers made from the above-described polyurethane prepolymers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

Das Verfahren zur Herstellung einer elastischen Zwischenschicht für Bahngleise besteht darin, dass das Gummigranulat mit einer Korngrösse von 5 bis 25 mm entweder a) in einer Schichtdicke von 10 bis 100 mm auf dem Untergrund ausgebreitet und danach mit einem Mehrkomponentenkleber besprüht oder b) zuvor mit einem Mehrkomponentenkleber vermischt in einer Schichtdicke von 10 bis 100 mm auf den Untergrund aufgetragen und ausgebreitet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer elastischen Zwischenschicht für Bahngleise
•*
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer elastischen Zwischenschicht für Bahngleise .
Elastische Zwischenschichten für Straßenbeläge und Sport¬ plätze sind bisher vorgefertigt in Form von aufgerollten Matten hergestellt worden, wobei je nach Verwendungszweck die Schichtdicke 5 bis 100 mm betragen hat. Derartig vor¬ gefertigte Zwischenschichten sind aufgrund des einge¬ setzten Materials und der anschließenden Verarbeitung sehr teuer. Sie sind daher bisher auch nur dort eingesetzt worden, wo es für unbedingt erforderlich gehalten worden ist .
Aus dem Technischen Informationsblatt TI/ED 1055 d vom
(R) Mai 1968 der BASF für Polyurethan-Präpolymere Basonat
PA 440 geht hervor, daß dieses als Bindemittel für Gummi- granulat bei der Herstellung von elastischen Belägen so¬ wie in Kombination mit Zement zum Verfestigen von Schot¬ ter bei Gleisanlagen eingesetzt werden kann. Aus diesem Technischen Informationsblatt geht weiterhin hervor, daß dieses Polyurethan-Präpolymere, welches noch überschüssi¬ ges Isocyanat enthält, bei Normaltemperatur unter dem Einfluß von Feuchtigkeit zu einer elastischen, gummiähn¬ lichen Masse erhärtet. Die Verarbeitung als Bindemittel für Gummigranulat erfolgt vorzugsweise in einem Zwangs- mischer. Der Bindemittelgehalt beträgt je nach Korngröße zwischen 15 und 20 %, berechnet auf Gummigranulat. Die Viskosität dieses Produktes wird mit 4,0 - 0,5 Pa-s ange¬ geben. Auch die so hergestellten elastischen Beläge waren aufgrund der eingesetzten Materialien noch relativ teuer. Ein Nachteil dieser Beläge, genau wie der aus vorgefer¬ tigten Matten besteht darin, daß die Matten undurchlässig für Wasser sind, so daß die Drainage für Oberflächenwasser zusätzliche Maßnahmen erforderlich macht, beispielsweise durch Einhaltung von Neigungswinkeln und vor allem durch Vermeiden von Absenkungen ohne ausreichenden Abfluß.
Für Bahngleise werden in zunehmendem Maße Unterschotter¬ matten verlangt, um die Übertragung- des Körperschalls in den Untergrund zu vermindern und darüber hinaus durch die Elastizität den Schotter zu schonen. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, daß ein frisch gestopftes Schotterbett bei Belastung durch den darüberfahrenden Zug um 1 bis 1,5 mm nachgeben kann, jedoch nach einiger Zeit sich das Schotter¬ bett so verfestigt, daß nur noch 0,2 bis 0,4 mm nachge¬ geben werden. Diese Verhärtung des Schotterbettes belastet nicht nur den Schotter und verkürzt seine Lebensdauer, sondern führt zu einer ausgesprochen unerwünschten Weiter¬ leitung des Körperschalls .
Es besteht somit ein nachhaltiges Bedürfnis dafür, Bahn¬ gleise mit einem Schotterbett mit einer elastischen Zwi¬ schenschicht zu versehen, welche die Körperschallüber¬ tragung mindert und die Lebensdauer des Schotters ver¬ längert. Weiterhin wird an diese elastische Zwischen¬ schicht die Forderung gestellt, leicht und zuverlässig drainagefähig zu sein.
Es wurde jetzt gefunden, daß diese Aufgabe überraschend leicht und einfach gelöst werden kann durch eine ela¬ stische Zwischenschicht aus Gummigranulat und einem Kle¬ ber, wobei das Gummigranulat eine Korngröße von 5 bis 25 mm aufweist und vorzugsweise aus geschredderten Alt- reifen besteht. Dieses Granulat wird entweder in einer Schichtdicke von 10 bis 100 mm auf dem Untergrund ausge- breitet und danach mit einem Mehrkomponentenkleber be¬ sprüht oder es wird zuvor mit einem Mehrkomponentenkleber vermischt in einer Schichtdicke von 10 bis 100 mm auf den Untergrund aufgetragen und ausgebreitet. Beide Verfah¬ rensvarianten führen zu Schichten mit erstaunlich guten Eigenschaften und sind obendrein außerordentlich preis¬ wert, da schon 2 bis 3 Gew.-% des Zweikomponentenklebers, bezogen auf das eingesetzte Gummigranulat, ausreichen, dieses nachhaltig und elastisch miteinander zu verkleben. Da die Hohlräume zwischen den einzelnen Körnern des Gra¬ nulats frei und offen bleiben und nur eine punktuelle Verklebung erfolgt, sind die erfindungsgemäß hergestell¬ ten Zwischenschichten obendrein wasserdurchlässig und somit automatisch drainagefähig.
Das Besprühen einer zuvor auf dem Untergrund ausgebreite¬ ten Schicht des Gummigranulats erfolgt vorzugsweise in der Weise, daß die Komponenten räumlich voneinander ge¬ trennt mit relativ hohem Druck an eine Mischkammer heran¬ geführt, in der Mischkammer turbulent miteinander gemischt und als Gemisch mit relativ niedrigem Druck als flacher Vorhang laminar auf das Material aufgetragen werden.
Vorzugsweise wird das Gemisch so eingestellt, daß es eine relativ niedrige Oberflächenspannung, aber etwas erhöhte Viskosität aufweist, um ein vorzeitiges Aufreißen des Vorhangs und die Bildung von Sprühnebeln zu verhindern. Viskositäten im Bereich zwischen 300 bis 800 mPa-s haben sich besonders bewährt. Bei Verwendung höherviskoser Ge¬ mische steigt der Bedarf an Mehrkomponentenkleber, ohne daß dadurch die endgültigen Schichten bessere Eigenschaf¬ ten aufweisen. Niedrigere Viskositäten sind im allgemeinen nur durch Zusatz von organischen Lösungsmitteln erzielbar, was jedoch aus ökologischen und ökonomischen Gründen mög¬ lichst vermieden werden sollte. Vorzugsweise wird daher lösungsmittelfrei gearbeitet. Für das Auftragen des Mehr¬ komponentenklebers haben sich somit prinzipiell die Ma߬ nahmen und die Vorrichtung gemäß WO 91/08056 = EP-A-91 - 900 018 bewährt.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen elastischen Zwi¬ schenschicht ist es aber durchaus möglich, das Gummi- granulat zuvor mit einem Mehrkomponentenkleber zu ver¬ mischen und in der gewünschten Schichtdicke von 10 bis 100 mm auf den Untergrund aufzutragen und auszubreiten. Die Vermischung kann beispielsweise in einem üblichen Freifallmischer hergestellt werden. Bei dieser Verfah¬ rensvariante ist allerdings darauf zu achten, daß die Topfzeiten nicht zu kurz sind, da andernfalls zu wenig Zeit für die Arbeitsgänge Mischen, Auftragen und Aus¬ breiten bleibt. Weiterhin ist darauf zu achten, daß sowohl das Mischgerät wie die Gerätschaften zum Auftragen und Ausbreiten jeweils kurz nach der Benutzung gereinigt werden, da sie andernfalls leicht verkleben und dann nur noch mit erhöhtem Aufwand gereinigt werden können. Es ist somit von Fall zu Fall abzuwägen, welche der beiden Methoden besser geeignet ist und mit dem geringsten Ma¬ terial- und Arbeitsaufwand zum gewünschten Erfolg führt.
Als Mehrkomponentenkleber kommen vorzugsweise Zweikompo¬ nentenkleber in Frage, insbesondere solche auf Basis von Polyurethan und Epoxiden. Auch diesbezüglich wird auf die WO 91/08056 / EP-A-91 900 018 verwiesen.
Als Gummigranulat kann insbesondere das Granulat aus ge- schredderten Altreifen eingesetzt werden, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß dieses Granulat überwiegend die Korngrößen von 5 bis 25 mm aufweist. Feineres Material führt leicht zu Verklebungen und Verstopfungen der Poren, so daß die erhaltenen Zwischenschichten nicht mehr aus- reichend drainagefähig sind. Geschredderte Altreifen mit Korngrößen über 25 mm sind ebenfalls schwer zu verarbei¬ ten, da sie sich schlechter mischen und schlechter aus¬ breiten lassen. Diese Korngrößenbegrenzungen gelten somit für beide Verfahrensvarianten. Sofern andere Gummigranu¬ late der entsprechenden Korngrößenverteilung preiswert zur Verfügung stehen, können sie wie geschredderte Alt- reifen eingesetzt werden. Häufig werden jedoch derartige Materialien wegen der homogenen Zusammensetzung in den Herstellungsprozeß spezieller Produkte zurückgeführt, so daß sie relativ selten und nicht in der geforderten Menge überall zur Verfügung stehen.
Die erfindungsgemäß hergestellten Zwischenschichten haben sich als ausgesprochen stabil auch bei starker Belastung erwiesen, so daß sie auch den starken Belastungen als Unterschottermatten von Bahngleisen standhalten. Die Material- und Herstellkosten liegen hingegen erheblich unter denen vorgefertigter Matten oder solcher vor Ort hergestellter Schichten aus den oben beschriebenen Poly¬ urethan-Präpolymeren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung einer elastischen Zwischen¬ schicht für Bahngleise, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gummigranulat mit einer Korngröße von 5 bis 25 mm entweder
a) in einer Schichtdicke von 10 bis 100 mm auf dem Untergrund ausgebreitet und danach mit einem Mehr¬ komponentenkleber besprüht oder
b) zuvor mit einem Mehrkomponentenkleber vermischt in einer Schichtdicke von 10 bis 100 mm auf den Unter¬ grund aufgetragen und ausgebreitet wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummigranulat aus geschredderten Altreifen besteht .
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Mehrkomponentenkleber eine Viskosi¬ tät von 300 bis 800 mPa-s besitzt.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber versprüht wird indem die Komponenten räumlich voneinander getrennt mit relativ hohem Druck an eine Mischkammer herangeführt, in der Mischkammer turbulent miteinander gemischt und als Gemisch mit relativ niedrigem Druck als flacher Vorhang laminar auf das Material aufgetragen werden.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Vorhang des Gemisches aufgrund niedri¬ ger Oberflächenspannung und/oder erhöhter Viskosität des Gemisches an einem vorzeitigen Aufreißen und der Bildung von Sprühnebeln gehindert wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß lösungsmittelfrei gearbeitet wird.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischkammer ein Statikmischer verwendet wird.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zuleitung für die Komponenten getrennt durch Rückschlagventile abgesichert ist und durch Zufuhr von Druckluft über die Mischkammer ent¬ leert werden kann.
PCT/EP1994/001633 1993-05-25 1994-05-20 Verfahren zur herstellung einer elastischen zwischenschicht für bahngleise Ceased WO1994028247A1 (de)

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AU69292/94A AU6929294A (en) 1993-05-25 1994-05-20 Method of producing an elastic intermediate layer for railway tracks

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DEP4317294.6 1993-05-25

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1619305A3 (de) * 2004-07-23 2006-09-06 Frenzel Bau GmbH & Co. KG Teilverschäumter Gleisoberbau
US7896255B2 (en) 2007-01-18 2011-03-01 Msb-Management Gmbh Partly foamed railroad track support arrangement

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WO1991008056A1 (de) * 1989-12-02 1991-06-13 Koch Marmorit Gmbh Verfahren und vorrichtung zum auftragen von mehrkomponentenharzen und anwendungen derselben
WO1993001355A1 (de) * 1991-07-09 1993-01-21 Clouth Gummiwerke Ag Stossdämpferelement

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AU6929294A (en) 1994-12-20

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