用于鉴定沥青中的老化程度的方法技术

本申请公开了沥青和沥青粘合剂以及用甾醇制备这些组合物的方法。甾醇改善了各种流变特性。还公开了测定各种流变特性的变化或改善的方法。

A Method for Identifying Aging Degree in Asphalt

The present application discloses asphalt and asphalt binders and methods for preparing these compositions with sterols. Sterols improve various rheological properties. A method for measuring changes or improvements in various rheological properties is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于鉴定沥青中的老化程度的方法相关申请交叉引用本申请要求2016年6月10日提交的PCT国际申请PCT/US2016/37077的优先权，并要求2016年9月9日提交的美国临时申请62/385,905和2016年9月9日提交的美国临时申请62/385,899的权益，其通过引用整体并入本文。
技术介绍
沥青路面是世界上再循环利用最多的材料之一，其可作为未铺砌道路上的砾石替代物以及新沥青路面中的原始骨料和粘合剂的替代物，应用于铺砌表面和桥台的肩部。通常，再循环沥青路面的用途限于次表面路面层或限于沥青基层和表面层中的受控量。这种用途受到限制，部分原因是沥青随时间发生劣化，失去其柔韧性，变得氧化和脆化，并且易于破裂，特别是在应力或低温下。这些结果主要是由于暴露于环境因素时沥青的有机组分(例如，含柏油的粘合剂)老化造成的。老化的粘合剂还具有高粘性。因此，再生沥青路面具有与原始沥青不同的特性并且难以加工。为了减小或延缓沥青老化对混合物的长期性能的影响，已经研究了许多材料。例如，再生剂的市场目标是逆转回收的原材料(例如，再生沥青路面(RAP)和再生沥青瓦(RAS))中发生的老化。实际上，市售的再生剂不太可能使沥青再生，并且更可能的情况是这些添加剂可以替代地用作含有RAP或RAS或两者的组合的混合物中使用的原始粘合剂的软化剂。在某些情况下，当生产这种混合物时，将10wt.％或更多的这些软化剂加入原始粘合剂中。因此，原始粘合剂、再生添加剂和回收粘合剂添加剂的整个共混物与没有再生添加剂的相同共混物相比具有降低的刚度。可以通过测量ΔTc来评估老化，ΔTc是老化后刚度临界温度与蠕变临界温度之差。
技术实现思路
本申请公开了可延缓、减少或以其他方式克服再循环或再生老化沥青中老化的影响的组合物和方法，以在铺设老化沥青时保留或保持最初使用的原始粘合剂或原始沥青的部分或全部原始特性。在一些实施例中，所公开的组合物和方法可以改变含有原始沥青和高水平RAP或RAS的混合物中存在的全部粘合剂的老化速率。所公开的组合物和方法使用一类植物衍生的化学物质，如图1中所示的甾醇类化合物。虽然植物甾醇不含与沥青质相同数量的稠环或部分不饱和环，但它们确实具有不同于线性分子或支链线性分子的优点。在一个实施例中，本申请提供了一种用于鉴定沥青或粘合剂中的老化程度并减缓老化或修复老化沥青或粘合剂的方法，包括：使用原子力显微镜分析粘合剂是否存在表面粗糙度或表面缺陷；基于所述表面粗糙度或表面缺陷的不存在程度，测定粘合剂老化的程度；以及基于粘合剂被测定为正在老化的程度，将一定量的抗老化添加剂和原始沥青粘合剂添加到所述粘合剂中。在一个实施例中，本申请提供了一种用于减缓老化或修复老化的沥青粘合剂的方法，包括将甾醇添加到沥青粘合剂中，其中所述沥青粘合剂包括原始沥青粘合剂，包含沥青路面(RAP)、沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及基于原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的甾醇来源。在一个实施例中，本专利技术提供了一种重复利用再生沥青粘合剂用于沥青路面生产的方法，包括将甾醇添加到沥青粘合剂中，其中所述沥青粘合剂包括原始沥青粘合剂，包含沥青路面(RAP)、沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及基于原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的甾醇。在另一个实施例中，本申请提供了一种沥青，其包括：原始沥青粘合剂，包含再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，甾醇，以及其中基于原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的甾醇来源。在又一个实施例中，本申请提供了用于修复老化的沥青粘合剂的方法，包括将甾醇和原始沥青粘合剂添加到再生沥青粘合剂中，其中0.5wt.％至15wt.％的甾醇基于原始沥青粘合剂。在一个实施例中，本申请提供了一种沥青或粘合剂，其包括：原始沥青粘合剂，包含再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及原始粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的抗老化添加剂，其中所述抗老化添加剂不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物。在一个实施例中，本申请提供了沥青或粘合剂，其包括：原始沥青粘合剂，包含再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及原始粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的修复添加剂，其中所述修复添加剂不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物。在一个实施例中，本申请提供了一种用于减缓老化或修复老化的沥青或粘合剂的方法，包括：将抗老化添加剂添加到沥青粘合剂中，其中所述沥青粘合剂包括粘合剂以及包含再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，其中添加占原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的所述抗老化添加剂。在一个实施例中，本申请提供了一种沥青，其包括：骨料，原始沥青粘合剂，包含RAP、RAS或两者的组合的再生沥青材料，三萜类化合物以及软化剂，其中所述三萜类化合物优选不含环状有机酯，并且三萜类化合物含量(例如，甾醇含量)为基于原始沥青粘合剂重量的至少约0.5wt.％，至少约1wt.％，至少约5wt.％，高达约8wt.％，高达约10wt.％，或高达约15wt.％。在另一个实施例中，本申请提供了一种沥青，其包括：原始沥青粘合剂，包含RAP、RAS或两者的组合的再生沥青材料，三萜类化合物以及软化剂，其中所述三萜类化合物优选不含环状有机酯，并且甾醇含量为基于原始沥青粘合剂重量的至少约0.5wt.％，至少约1wt.％，至少约5wt.％，高达约8wt.％，高达约10wt.％，或高达约15wt.％。例如，所公开的实施例中的三萜类化合物可以是甾醇、甾烷醇、植物甾醇或植物甾烷醇。在其他实施例中，本申请提供了一种用于延缓沥青粘合剂的氧化老化的方法，该方法包括将一种或多种三萜类化合物(例如，三萜类化合物共混物)添加到粘合剂或沥青中，其中所述萜类化合物优选不含有酯或酯共混物，并且其中组合物中的三萜类化合物含量为基于原始沥青粘合剂重量的至少约0.5wt.％，至少约1wt.％，至少约5wt.％，高达约8wt.％，高达约10wt.％，或高达约15wt.％。本申请的示例性实施例包括，例如：i)包含RAS的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为1％或更高；ii)包含RAP的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为20％或更高；iii)包含组合使用的RAP和RAS的沥青粘合剂，RAP衍生粘合剂的粘合剂替代水平为10％或更高且RAS衍生粘合剂的粘合剂替代水平为1％或更高；iv)包含从消费后废弃瓦中提取和回收的沥青粘合剂的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为3wt.％或更高；v)包含从制造废弃瓦中提取的沥青粘合剂的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为5wt.％或更高；vi)包含符合II型、III型或IV型的ASTM规范D312的氧化沥青和涂层沥青的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为3wt.％或更高；vii)包含提取和回收的RAP的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为10wt.％或更高；viii)包含重新精炼的机油底部残留物(REOB)的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为1wt.％或更高；ix)包含石蜡油的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为1wt.％或更高；x)包含与含有REOB的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于鉴定沥青或粘合剂中的老化程度并减缓老化或修复老化沥青或粘合剂的方法，包括：使用原子力显微镜分析粘合剂是否存在表面粗糙度或表面缺陷；基于所述表面粗糙度或表面缺陷的不存在程度，测定粘合剂老化的程度；以及基于所述粘合剂被测定的老化程度，将一定量的抗老化添加剂和原始沥青粘合剂添加到所述粘合剂中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.10 US PCT/US2016/037077;2016.09.09 US 62/31.一种用于鉴定沥青或粘合剂中的老化程度并减缓老化或修复老化沥青或粘合剂的方法，包括：使用原子力显微镜分析粘合剂是否存在表面粗糙度或表面缺陷；基于所述表面粗糙度或表面缺陷的不存在程度，测定粘合剂老化的程度；以及基于所述粘合剂被测定的老化程度，将一定量的抗老化添加剂和原始沥青粘合剂添加到所述粘合剂中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沥青包括重新精炼的机油底部残留物。3.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述沥青包括真空塔沥青扩展剂。4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述沥青包括经过或不经过消费后加工的排放油产品或废机油材料。5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述沥青包括石蜡工艺油。6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述沥青包括润滑基础油。7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述沥青是从含有RAP的铺路材料混合物中提取的沥青粘合剂，并且所述RAP以占所述沥青粘合剂重量的0.1％至100％的量存在。8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述沥青是从含有RAS的铺路材料混合物中提取的沥青粘合剂，并且所述RAS以占粘合剂总重量的0.1％至50％的粘合剂替代量存在。9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述沥青是从含有RAP和RAS的铺路材料混合物中提取的沥青粘合剂，并且其中RAP和RAS的组合以占粘合剂总重量的0.1％至100％的量存在。10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述沥青粘合剂包括从获得自道路的路面样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉德·H·瑞克，盖隆·L·鲍姆加德纳，安德鲁·汉茨，
申请(专利权)人：ALM控股公司，尔刚沥青及乳剂公司，
类型：发明
国别省市：美国,US