🏗️ 1. Kerneigenschaften von Bauxit und Straßenanwendungsbasis
Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit
Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Die Mohs-Härte von kalziniertem Bauxit-Klinker liegt über 8 und die Volumendichte ist auf 2,8–3 g/cm³ erhöht, was deutlich höher ist als bei herkömmlichen Zuschlagstoffen wie Basalt7.
Poröse Struktur: Die inneren Mikroporen des kalzinierten Bauxits sind gut entwickelt, was die Asphaltadsorptionskapazität verbessern und das Öl-Stein-Verhältnis der Mischung erhöhen kann (muss um etwa 0,3 %–0,5 % erhöht werden), wodurch die Haftung zwischen Asphalt und Zuschlagstoff verbessert wird1.
Chemische Stabilität:
Nach der Kalzinierung bei hohen Temperaturen verliert Bauxit Kristallwasser und flüchtige Bestandteile, wodurch seine Säure- und Alkalibeständigkeit sowie seine Witterungsbeständigkeit verbessert werden. Es eignet sich für die Anforderungen von Flughafenbelägen, die über längere Zeit korrosiven Umgebungen wie Kraftstoffen und Enteisungsmitteln ausgesetzt sind37.
🛣️ 2. Spezifische Anwendungsmethoden für verschleißfeste Hochgeschwindigkeitsstraßen an Flughäfen.
Als Hochleistungszuschlagstoff
: Ultradünne Verschleißschicht (UTFC): Kalzinierter Bauxit (z. B. Körnung 88#, 75#) ersetzt einen Teil der herkömmlichen Zuschlagstoffe (Basalt, Kalkstein), um eine Verschleißschicht mit einer Dicke von ≤ 2,5 cm zu bilden. Seine hohe Härte kann den wiederholten Scherkräften beim Starten und Landen von Flugzeugen standhalten und Spurrillenverformungen reduzieren15.
Optimierung der Mischungszusammensetzung: Aufgrund der hohen Wasseraufnahmerate von Bauxit ist es notwendig, die Mischungszusammensetzung zu verbessern (z. B. durch die Verwendung einer Methode zum Füllen von Hohlräumen mit grobem Zuschlagstoff) und polymermodifizierten Asphalt hinzuzufügen, um die Haftung zu verbessern5.
Wichtige Materialien für eine rutschfeste Oberfläche
Haltbarkeit der Reibungsleistung: Drei Runden beschleunigter Verschleißtests zeigten, dass der dynamische Reibungsfaktor (DFT) der 88#-Mischung aus kalziniertem Bauxit nach 50.000 Tragevorgängen immer noch über 0,50 lag (Basalt nur 0,40) und der Unterschied in der Reibungsdämpfung bei hoher und niedriger Geschwindigkeit weniger als 5 % betrug, was die Sicherheit bei Regen und Nebel gewährleistet1.
Optimierung der Oberflächentextur: Bauxitpartikel haben scharfe Kanten und Ecken, die die Makrotexturtiefe (MPD) des Straßenbelags erhöhen, die Entwässerung und Rutschfestigkeit verbessern und das Risiko von Wasserabdrift verringern können18.
Anwendung zur Kompositmodifikation
Rutschhemmende Schicht aus Epoxidharz und Bauxit: In die Epoxidharzmatrix eingebettetes Bauxit-Aggregat bildet eine äußerst verschleißfeste Verbundwerkstoffschicht, die in stark beanspruchten Bereichen der Start- und Landebahn (z. B. Landeflächen) eingesetzt wird und die Lebensdauer um mehr als 30 % verlängert58.
Zementbasierte Verstärkung: Durch die Zugabe von Bauxit-Feinpulver zu hochwertigem Beton können die Druckfestigkeit (bis zu 60 MPa oder mehr) und die Frost-Tau-Beständigkeit des Straßenbelags verbessert werden, was für Flughäfen mit hohen Temperaturen geeignet ist38.
📊 3. Technische Vorteile und Leistungsvergleich
Leistungsindikatoren Mischung aus kalziniertem Bauxit Herkömmliche Basaltmischung Verbesserungseffekt
Stabilität bei hohen Temperaturen Dynamische Stabilität ≥ 6000 Mal/mm Etwa 5000 Mal/mm Um 20 % verbessert1
Langfristige Rutschfestigkeit Nach 50.000 Tragevorgängen DFT＞0,50 DFT≈0,40 Dämpfungsrate um 25 % reduziert1
Rissbeständigkeit bei niedrigen Temperaturen Biegedehnung ≥ 2800 με Etwa 2500 με Um 12 % verbessert1
Wasserstabilität Verhältnis der Frost-Tau-Spaltfestigkeit ≥ 85 % Etwa 80 % Um 5 % verbessert1
🧪 4. Tatsächliche technische Anwendung und Überprüfung
Fall 1: Ultradünne Verschleißschicht SMA-5
Der Testabschnitt des Inlandsflughafens wurde mit 88# kalziniertem Bauxit gepflastert. Nach zwei Betriebsjahren betrug die Spurrinnentiefe nur 3,2 mm (6,5 mm im Basaltabschnitt) und der Rutschfestigkeitswert BPN blieb über 55, was weit über dem Sicherheitsschwellenwert (BPN≥45)15 liegt.
Fall 2: Flughafenumbau bei großer Kälte:
Die Landebahn eines nordöstlichen Flughafens besteht aus einer Bauxit-Epoxidharz-Verbundschicht. Nach 50 Frost-Tau-Zyklen bei -30 °C blättert die Oberfläche nicht ab, und die Reibungskoeffizienten-Dämpfungsrate beträgt weniger als 10 %, was deutlich besser ist als bei gewöhnlichem Beton8.
⚙️ V. Anwendungsherausforderungen und Optimierungsrichtungen
Kosten- und Prozessanpassungsfähigkeit
Die Kosten für kalziniertes Bauxit sind etwa 30 % höher als die für Basalt, und die Gesamtzykluskosten müssen durch eine Verbesserung der Haltbarkeit der Mischung ausgeglichen werden6.
Eine hohe Porosität erfordert einen entsprechend hochviskosen modifizierten Asphalt (wie SBS, Gummiasphalt) und strenge Anforderungen an die Temperaturkontrolle beim Bau1.
Nachhaltigkeit der Ressourcen:
Förderung der Homogenisierungstechnologie für minderwertiges Bauxit, Verwendung von Rückständen zur Herstellung von Recycling-Zuschlagstoffen und Verringerung der Abhängigkeit von Rohstoffen (beispielsweise erreichte beim Test in Jiaozuo, Henan, die Zugabe von Rückständen 40 % und erfüllte dennoch die Festigkeitsanforderungen)56.
💎 Zusammenfassung
Bauxit (insbesondere kalzinierter Klinker) hat sich aufgrund seiner hohen Härte, porösen Adsorption und stabilen Rutschfestigkeit zu einem idealen Material für verschleißfeste Hochgeschwindigkeitsstraßen an Flughäfen entwickelt. Durch eine optimierte Mischungsgestaltung können Haltbarkeit und Sicherheit des Belags deutlich verbessert werden. Zukünftig sollten weitere Anstrengungen unternommen werden, um Kostenkontrolle und umweltfreundliche Aufbereitungstechnologie in den Griff zu bekommen und den großflächigen Einsatz in der Luftfahrtinfrastruktur zu fördern.
