含甾醇的沥青乳液表面处理制造技术

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

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含甾醇的沥青乳液表面处理相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月20日提交的美国临时申请62/574,867的权益，并要求2018年2月1日提交的美国申请15/886,605的优先权，并将引用的所有申请的全部内容以引用形式整体并入本文。
技术介绍
沥青路面是最可回收材料之一，当在铺装表面的肩部和桥台中回收时，作为砾石替代物用于未铺装的道路，和作为新沥青路面中的原始骨料和粘结剂的替代物。通常，回收沥青路面的使用限于表面下的路面层或限于沥青基层和表面层中的受控量。这种用途部分地受到限制，因为沥青随时间而劣化，失去其柔韧性，变得氧化和易碎，并且倾向于破裂，特别是在应力下或在低温下。这些影响主要是由于沥青的有机组分例如含柏油的粘结剂的老化，特别是在暴露于天气时。老化的粘结剂也是高粘度的。因此，再生沥青路面具有与原始沥青不同的性能，并且必须以老化的粘结剂的性能不影响长期性能的方式进行加工。为了降低或延缓沥青老化对混合物的长程性能的影响，已经研究了许多材料。例如，市售的再生剂具有逆转在回收原材料如再生沥青路面(RAP)和/或再生沥青瓦(RAS)中发生的老化的规定目标。沥青的再生实际上不可能发生，并且更可能的效果是这些再生添加剂可以替代地用作用于在含有RAP和/或RAS的混合物中使用的原始粘结剂的软化剂。在一些情况下，当生产这类混合物时，将10重量％或更多的这些软化剂加入原始沥青粘结剂中。可以通过测量老化后的硬度临界温度和蠕变临界温度之间的差值ΔTc来评估老化。使用软化剂可以生产在延长的混合物老化之后具有可接受的ΔTc值的恢复的沥青粘结剂性能的混合物，但是老化之后这些可接受的沥青粘结剂性能是以生产在路面的早期寿命期间硬度可能相当低的混合物为代价的。
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。在一些实施例中，公开了一种道路铺装方法，包括：提供含甾醇的沥青粘结剂乳液，其中在乳化前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乳液与骨料组合，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。在一些实施例中，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乳液的表面处理，其中在乳化前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。表面处理的各种实施例包括但不限于微表处层、稀浆封层、碎石封层、磨砂封层、磨损层、开普封层、粘结层、夹层或雾封层。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铺设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、PCT/US16/064961、PCT/US17/045887和PCT/US18/16451，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(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、首字母缩写和定义“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。“骨料”和“建筑骨料”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”是指一种粘结剂和骨料，以及可选地其他适合与骨料和粘结剂混合的组分。根据当地的用法，术语“沥青共混物”或“共混物”可以与术语“沥青”互换使用。“沥青粘结剂乳液”是指分散在含有一种或多种乳化剂的水中的沥青粘结剂颗粒。“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”可以与本申请中的术语“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、树脂和沥青质是典型的。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”、“蠕变临界”、“m-临界温度”、“m临界温度”、“Tmcritical”、“Tmcritical”分级或它们的语法等效形式是指粘结剂的低温弛豫等级。蠕变临界温度是根据ASTMD6648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。硬度和蠕变临界温度也可以通过4mm动态剪切流变仪(DSR)测试或弯曲梁流变仪(BBR)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尚未从沥青路面或沥青瓦回收的粘结剂，并且可以包括性能分级粘结剂。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RAP，RAS，和来自旧路面、瓦制造废料、消费后瓦废料、屋顶毡和其他含沥青的产品或应用的再生粘结剂。“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乳液，其中在乳化前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乳液与骨料组合，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】20171020 US 62/574,867;20180201 US 15/886,6051.一种道路铺装方法，包括：
提供含甾醇的沥青粘结剂乳液，其中在乳化前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乳液与骨料组合，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65mm的平均厚度的薄层。


3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，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至约38mm的平均厚度的薄层。


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共混物。


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...

【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