用于沥青路面的含甾醇添加剂的沥青乳液制造技术

本申请可以通过在含沥青的路面上施加含有沥青粘结剂和甾醇的面层或表面处理来减少路面老化。

Asphalt emulsion containing sterol additives for Asphalt Pavement

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于沥青路面的含甾醇添加剂的沥青乳液
技术介绍
沥青路面是一种复合材料，其是矿物集料和液化沥青(柏油)粘结剂的混合物，其硬化形成坚固的表面。柏油通常通过加热液化。沥青路面也可以使用已经与溶剂混合的柏油(称为轻制沥青)或已经分散在水中的柏油(称为沥青乳液)来生产。沥青路面可以包括再生或回收材料，其含有再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)、废轮胎橡胶和其他消费后废料。随着时间的推移，沥青路面因沥青粘结剂的氧化、重载、水分损害和不同的气候条件而劣化，导致疲劳开裂，进而进一步加速整个路面的劣化。恢复或修复劣化沥青路面的方法包括用新准备的或回收的路面移除和替换现有路面。通过应用某些表面处理也可以延长现有路面的使用寿命。
技术实现思路
本申请公开了一种在沥青组合物中使用甾醇的方法，以及可用于建造路面的最顶部和用于路面养护和保养的表面处理的方法。所公开的含甾醇的沥青粘结剂可以延缓、减少或以其他方式克服沥青中的老化效应，从而保存或保留在铺设沥青时最初使用的原始粘结剂或原始沥青的部分或全部原始性质。在一个实施例中，一种道路铺装方法，包括：提供含甾醇的沥青粘结剂，其中以基于沥青粘结剂的0.5wt％至15wt％的甾醇将甾醇添加到沥青粘结剂中；将含甾醇的沥青粘结剂与集料组合，形成沥青铺装材料；在沥青路面层上施加沥青铺装材料；和将施加的沥青铺装材料压实以形成具有含甾醇的面层的道路路面。在另一个实施例中，公开了一种处理含沥青表面的方法，包括：提供包括含甾醇的沥青粘结剂的表面处理，其中以基于沥青粘结剂的0.5wt％至15wt％的甾醇将甾醇添加到沥青粘结剂中；和将表面处理应用于现有路面的表面。附图说明图1A描述了一种沥青路面结构。图1B描述了具有表面处理的图1A的沥青路面结构。图1C描述了具有夹层的沥青路面。图2图示了与75℃下烘箱老化天数相比的m-临界。图3图示了与75℃下烘箱老化天数相比的S-临界。图4图示了与75℃下烘箱老化天数相比的ΔTc。图5图示了与75℃下烘箱老化天数相比的R值。图6图示了与75℃下老化天数相比的1.0kPa下的高温PG分级。图7图示了在烘箱老化60天后从压实样品的顶部半英寸及第二个半英寸处回收的粘结剂的S-临界和m-临界性质。图8图示了在烘箱老化60天后从压实样品的顶部半英寸及第二个半英寸处回收的粘结剂的ΔTc和R值性质。图9图示了在烘箱老化152天后从压实样品的顶部半英寸及第二个半英寸处回收的粘结剂的S-临界和m-临界性质。图10图示了在烘箱老化152天后从压实样品的顶部半英寸及第二个半英寸处回收的粘结剂的ΔTc和R值性质。具体实施方式本申请公开了甾醇在可用于路面施工或路面养护和保养的组合物和方法中的用途。申请人先前已经表明，甾醇可以延缓、减少或以其他方式克服沥青老化的一些影响，从而保全或保留原始沥青粘结剂的部分或全部原始性质。参见国际申请号PCT/US16/037077、PCT/US16/64950和PCT/US16/064961、PCT/US17/045887，其各自通过引用形式整体并入本申请。甾醇在如下情形中特别有效：当粘结剂含有再生或回收材料如RAP、RAS或两者的组合时，；或者当粘结剂含有通常用于软化粘结剂的石蜡基添加剂如石蜡基础油或再精炼机油底部(REOB)时。本申请中提供的标题仅仅是为了便于阅读，不应被解释为限制。缩写词、缩略语和定义“老化的”是指硬质、劣质或不合规格的原始沥青或原始粘结剂，特别是环球软化点大于EN1427的65℃，在25℃下的渗透值小于或等于EN1426的12dmm的原始粘结剂。“集料”和“建筑集料”是指用于铺装和路面应用中的颗粒状矿物材料，如石灰岩、花岗岩、暗色岩、砾石、碎石砂、碎石、碎岩和矿渣。“沥青”是指一种粘结剂和集料，以及可选地其他适合与集料和粘结剂混合的组分。根据当地的用法，术语“沥青混合料”或“混合料”可以与术语“沥青”互换使用。“粘结剂”是指高粘性液体或半固体形式的石油。“粘结剂”可以包括例如柏油。术语“沥青粘结剂”可以与术语“粘结剂”互换使用。“柏油”是指一类天然或制造的黑色或深色(固体、半固体或粘性)胶结物质，主要由高分子量烃组成，其中沥青、焦油、沥青和沥青质是典型的。当用于含有甾醇的材料时，“粗”是指尚未完全精制并且可以含有除甾醇之外的成分的甾醇。“m-临界”或“蠕变临界”等级是指粘结剂的低温弛豫等级。蠕变临界温度是根据ASTM(弯曲梁流变仪(BBR)测试)所得的弯曲蠕变硬度相对于蠕变时间的斜率绝对值为0.300处的温度)。蠕变临界温度也可以通过4mm动态剪切流变仪(DSR)在值为-0.275处进行测试来确定。“净”或“原始”粘结剂是尚未在沥青路面或沥青瓦中使用或从沥青路面或沥青瓦回收的粘结剂，并且可以包括性能等级粘结剂。当用于甾醇或甾醇混合物时，“纯”是指至少具有工业级纯度或至少具有试剂级的纯度。“再生沥青”和“回收沥青”是指再生沥青路面、再生沥青瓦、来自旧路面的回收粘结剂、瓦制造废料、屋顶毡和其他含沥青的产品或应用。“再生沥青路面”和“RAP”是指从先前使用的道路或路面或其他类似结构中移除或挖掘得到，并且通过各种众所周知的方法(包括碾磨、撕裂、破碎、粉碎或磨碎中的任何一个)进行加工以再利用的沥青。“再生沥青瓦”和“RAS”是指来自包括屋顶拆除、工业废弃沥青瓦和消费后废料等来源的瓦。“S-临界”或“硬度临界”等级是指粘结剂的低温硬度等级。硬度临界温度是指粘结剂根据ASTMD6648测试得到的弯曲蠕变硬度值为300MPa时的温度，或其由弯曲梁流变仪测试或4mmDSR测试确定的温度，表述为ΔTc。“软化剂”是指低粘度添加剂，其在沥青生产过程中协助(或促进)将回收粘结剂混合并掺入原始粘结剂中。“甾醇添加剂”是指甾醇或甾醇混合物，它们可与粘结剂组合以延缓沥青或粘结剂的老化速率，或恢复或更新老化的沥青或老化的粘结剂，以提供原始沥青或原始粘结剂的部分或全部原始性质。“甾醇混合物”是指纯甾醇和粗甾醇的组合物、混合物或混合料，它们可与老化的粘结剂(如回收或再生沥青)组合以延缓沥青粘结剂的老化速率，或恢复或更新老化的粘结剂，以提供原始沥青或原始粘结剂的部分或全部原始性质。“ΔTc”是指从低温硬度临界温度中减去低温蠕变或m-值临界温度时获得的值。4mm动态剪切流变仪(DSR)测试和分析程序如Sui,C.,Farrar,M.,Tuminello,W.,Turner,T.,ANewTechniqueforMeasuringlow-temperaturePropertiesofAsphaltBinderswithSmallAmountsofMaterial,TransportationResearchRecord:No1681,TRB2010所描述。还可参见Sui,C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路铺装方法，包括：/n提供含甾醇的沥青粘结剂，其中以基于沥青粘结剂的0.5wt％至15wt％的甾醇将甾醇添加到所述沥青粘结剂中；/n将所述含甾醇的沥青粘结剂与集料组合，形成沥青铺装材料；/n在沥青路面层上施加所述沥青铺装材料；和/n将施加的所述沥青铺装材料压实以形成具有含甾醇的面层的道路路面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170202 US 62/453,8821.一种道路铺装方法，包括：
提供含甾醇的沥青粘结剂，其中以基于沥青粘结剂的0.5wt％至15wt％的甾醇将甾醇添加到所述沥青粘结剂中；
将所述含甾醇的沥青粘结剂与集料组合，形成沥青铺装材料；
在沥青路面层上施加所述沥青铺装材料；和
将施加的所述沥青铺装材料压实以形成具有含甾醇的面层的道路路面。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沥青路面材料被施加到所述道路路面的最顶层，作为包括至多约12mm(0.5英寸)至约38mm(1.5英寸)的薄层。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路面材料被施加到所述道路路面的最顶层，作为包括至多约12mm(0.5英寸)至约19mm(0.75英寸)的薄层。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述甾醇为所述沥青粘结剂重量的1wt％至10wt％。


5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述甾醇为所述沥青粘结剂重量的1wt％至3wt％。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述甾醇包括纯甾醇。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述纯甾醇包括胆固醇。


8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述纯甾醇包括植物甾醇与胆固醇的混合物。


9.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述甾醇包括粗甾醇。


10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇包括胆固醇。


11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇从生物衍生来源或从所述生物衍生来源的蒸馏残留物获得。


12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇包括妥尔油沥青。


13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇包括源自大豆油的粗甾醇。


14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇包括玉米油。


15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，还包括从再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或RAP和RAS的组合添加再生沥青粘结剂。


16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其特征在于，所述RAP、RAS或RAP和RAS的组合含有软化剂。


17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述软化剂为REOB、原始石蜡基或环烷基油、未经处理或未经再精炼的废渣油或废机油材料、真空塔式沥青增量剂、石蜡或环烷加工油或润滑基础油或生物衍生油。


18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述含甾醇的沥青粘结剂提供大于或等于-5.0℃的ΔTc。


19.一种如权利要求1-18中任一项所述的方法制成的道路路面。


20.一种处理含沥青表面的方法，包括：
提供包括含甾醇的沥青粘结剂的表面处理，其中以基于沥青粘结剂的0.5wt％至15wt％的甾醇将甾醇添加到所述沥...

【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