瀝青攤鋪組合物和瀝青攤鋪方法
【專利說明】巧青攤鋪組合物和巧青攤鋪方法
[0001] 本申請是申請日為2006年8月30日的題為"漸青攤鋪組合物和漸青攤鋪方法"的 中國專利申請No. 200680037912. X的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明的領(lǐng)域通常設(shè)及一種漸青攤鋪組合物和一種漸青攤鋪方法，并且尤其設(shè)及 一種含有泡沫潤滑物質(zhì)、漸青結(jié)合料、W及集料的組合的漸青攤鋪組合物。
【背景技術(shù)】
[0003] 利用漸青集料混合材料攤鋪道路、車道、停車場等是眾所周知的。通常，將包含 碎石、砂堿、砂等的合適集料混合物在約270° F-370° F的高溫下加熱，并與同樣熱的諸 如漸青基結(jié)合料（asphalt-based binder)(如漸青或漸青加上聚合物）的漸青結(jié)合料 化ituminous binder)混合，直至集料顆粒被結(jié)合料包覆。在所述溫度范圍制備的攤鋪混 合經(jīng)常被稱作熱拌化ot mix)。通常在遠離攤鋪現(xiàn)場進行混合，然后，將混合料運送至攤鋪 地點，并供給攤鋪機。隨后通常仍在高溫下利用其他設(shè)備將通過攤鋪機施加到路面的漸青 和集料的混合料經(jīng)壓路機（roller)壓實。最終通過冷卻使所述壓實的集料和漸青材料變 硬。由于攤鋪道路或商業(yè)停車場的材料用量大，需要考慮為得到適合拌和（mixing)與攤鋪 所需熱量的成本。對于常用結(jié)合料，該結(jié)合料的熱粘度特性將影響提供集料的充分包覆所 需要的溫度，W及對適合攤鋪的環(huán)境條件的考慮。結(jié)果，設(shè)想出許多方法來優(yōu)化集料包覆和 攤鋪粘結(jié)（pavement binding),而將材料和/或方法的成本降至最低。
[0004] 可W替代熱拌法的有冷拌法，其中，將冷的且潮濕的集料，與熱的或冷的結(jié)合料混 合，該結(jié)合料可W是利用適合的表面活性劑將漸青分散在水中得到的乳化液或者是漸青與 適合的碳氨化合物溶劑（稱一些為例如石腦油、#1油、或#2油）的混合物（通常稱作輕制 漸青）。乳化的漸青顆粒包覆并與集料粘合，且水分蒸發(fā)后仍然存留。使用輕制漸青時，碳 氨化合物溶劑W不同速率蒸發(fā)，該取決于溶劑的揮發(fā)性。不考慮溶劑的揮發(fā)性，隨后的殘留 物將作為攤鋪材料，其中該漸青組分隨除去溶劑的時間而逐漸變硬或變稠。該結(jié)合料可W 交替地起泡和與集料混合W提高包覆效力。盡管冷拌混合料比熱拌混合料便宜，但冷拌混 合料的質(zhì)量通常不及熱拌混合料，并且可能結(jié)合料的包覆性能也較差，結(jié)果導致較差的粘 合壓實性（cohesive compaction)和耐久性。另外，由于揮發(fā)性碳氨混合物溶劑的使用，輕 制漸青混合料對環(huán)境有更大的影響。一些乳化液也利用除水之外的碳氨化合物溶劑來生產(chǎn) 適合于具體應用的材料。
[0005] 近來，為了試圖結(jié)合熱拌法與冷拌法的優(yōu)點，報道了溫拌法。在溫拌法的一個實 例中，使用了漸青結(jié)合料的"軟"組分（在給定溫度下具有比"硬"組分更低的粘度的組 分）和"硬"組分（在給定溫度下具有比"軟"組分更高的粘度的組分）。該軟組分在約 110° F-265° F下被烙融并與集料混合，該取決于特定的軟組分。然后將熱的硬組分與溫 水混合W產(chǎn)生泡沫，該泡沫與熱軟組分/集料混合物混合W得到最終的包覆的攤鋪材料。 盡管溫拌攤鋪材料可W在比熱拌材料更低的溫度下攤鋪，但溫拌混和料的生產(chǎn)卻需要一種 比生產(chǎn)熱拌混合料更廣泛且復雜的方法。
[0006] 盡管集料被包覆，但如果結(jié)合料與集料之間粘結(jié)不充分，則結(jié)合料可W從集料上 脫離或"剝落"，引起材料不能保持充分壓實并從而降低了路面的總強度。為幫助結(jié)合料與 集料的粘合，可W用一種抗剝落化合物或材料（如表面活性劑）處理該集料或更通常地是 處理漸青結(jié)合料，使其作為集料顆粒與漸青結(jié)合料之間的粘合劑W實質(zhì)上減少結(jié)合料的脫 離。
[0007] 不考慮所使用的集料/結(jié)合料混合方法，包覆攤鋪材料必需在運輸期間或在攤鋪 機內(nèi)時不會硬化在一起，或者不缺乏被壓實到適合密度的能力。未充分包覆的集料材料，盡 管易于混合和操作，但是可W導致攤鋪材料不能保持壓實，不能適當?shù)刂诬囕v通行，或不 能很好地耐磨損和耐氣候。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供了一種合適用于初期建設(shè)的漸青攤鋪的方法，該方法比傳統(tǒng)熱拌攤鋪 方法具有明顯更低的拌和、攤鋪、及壓實溫度（溫度低30°F-80°巧，同時保持傳統(tǒng)熱拌攤 鋪的足夠的硬化、密度、及耐久性性能。通常，本發(fā)明方法包括將可發(fā)泡潤滑溶液注入熱漸 青結(jié)合料中W形成含有泡沫的漸青基混合物；將該混合物添加入熱集料中；使用例如靜態(tài) 混合器進一步混合含泡沫的漸青結(jié)合料混合料與集料，W便包覆集料形成攤鋪材料；將攤 鋪材料施加到待攤鋪表面；然后將所施加的攤鋪材料壓實W形成鋪設(shè)的表面。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種漸青攤鋪組合物，包含相對于漸青結(jié)合料的重量 約0.Olwt. % -3wt. %的潤滑性物質(zhì)；約3wt. % -9wt. %的漸青結(jié)合料；W及約 91wt. % -97wt. %的集料。通常該潤滑性物質(zhì)是約5wt. % -lOwt. %的陽離子、陰離子或非 離子表面活性劑，例如皂固體，W及約90wt. % -95wt. %的水。可選的潤滑性物質(zhì)可含有的 皂固體含量可低至Iwt. %，通常實踐中上限為30wt. % -40wt. %，W保障皂液的累送性。
[0010] 該組合物可進一步含有一種抗剝落材料，如伯胺、仲胺、叔胺、亞氨基胺、咪挫咐、 或磯酸醋，其中該抗剝落材料中的碳原子數(shù)目范圍約為7至20?？商鎿Q地，所屬領(lǐng)域中公知 的其他抗剝落材料也適合。當被用于該組合物中時，該抗剝落材料的用量范圍按潤滑性物 質(zhì)的重量計約為0.Iwt. % -lOwt. %。
【具體實施方式】
[0011] 在一種實施方式中，本發(fā)明的方法包括將含有潤滑性物質(zhì)的可發(fā)泡溶液 (化am油lesolution)注入到熱漸青結(jié)合料中W形成熱的、發(fā)泡的混合物；將該熱的、發(fā)泡 的混合物加入加熱到比熱的、發(fā)泡的混合物的溫度更高溫度的適合集料中；進一步將兩者 混合W用熱的、發(fā)泡的混合物包覆熱集料W形成熱攤鋪材料；將該熱攤鋪材料轉(zhuǎn)移到攤鋪 機中；利用攤鋪機在攤鋪溫度下將熱攤鋪材料施加到待攤鋪表面；然后將所施加的攤鋪材 料壓實W形成鋪設(shè)的表面。
[0012] 使用可發(fā)泡潤滑性溶液（例如水基泡沫）的一個特點是其被賦予的潤滑性使攤鋪 時攤鋪材料的溫度明顯低于軟化結(jié)合料所需要的溫度（例如大約低30°F-80°巧W提供 相似的可建造性。另一個特點是，同樣地分散該潤滑性材料，含有潤滑性物質(zhì)或潤滑材料的 水基泡沫比常規(guī)乳液或水溶液需要更少的水。因此，不得不將少量的水釋放、處理、并最終 從攤鋪混合料中蒸發(fā)。適合的潤滑性材料是皂。適合的皂類的非限制性實例包括脂肪酸 鋼皂、橫酸鋼皂、己氧化壬基酪（ethox^ated non-phenols)、氯化季胺、W及妥爾油（tall oil)和精煉妥爾油鋼皂或鐘皂。也可W使用其他陽離子、陰離子或非離子表面活性劑作為 合適的潤滑性材料。
[0013] 本發(fā)明提供的顯著較低的攤鋪溫度可W ;(1)減少所使用的熱能成本，而不會不 利地影響攤鋪工藝或所得的路面；(2)減少揮發(fā)性組分的排放，從而減少空氣污染；或（2) 允許在攤鋪材料中使用實現(xiàn)了"更粘稠"等級的漸青。例如，在相同溫拌工藝溫度下，可W使 用一種與潤滑性泡沫混合的更加速效的PG 64-22結(jié)合料來替代低粘稠PG 58-28結(jié)合料， 結(jié)果形成與利用PG 58-28結(jié)合料產(chǎn)生的熱拌路面性能相同的路面。
[0014] 漸青基結(jié)合料包括石油基結(jié)合料。例如，漸青結(jié)合料可包括添加劑，如聚合物材 料。適合的漸青基或漸青結(jié)合料包括遵循ASTMD-6373、D-3387、或D-946的那些結(jié)合料。 但是，也可W使用一些本質(zhì)上遵循但不完全遵循ASTMD-6373、D-3387、或D-946的漸青結(jié) 合料。該集料可包含再生漸青路面（RAP)。
[0015] 在本發(fā)明的方法的一種實施方式中，可發(fā)泡溶液是含有由皂制成的潤滑性物 質(zhì)的水溶液。該攤鋪材料含有約91wt. % -97wt. %的集料和約3wt. % -9wt. %的漸青 基結(jié)合料。相對于所用漸青基結(jié)合料的重量，用于給定量的集料中的皂固體用量約為 0.0 lwt. % -3wt. %。
[0016] 將該熱的、發(fā)泡的漸青結(jié)合料混合料加熱到低于形成傳統(tǒng)熱拌混合料所用溫度的 溫度。依據(jù)使用的特定漸青結(jié)合料，適合的溫度范圍約為180° F-340° F。類似地，將適合 的集料加熱到約180° F-300° F范圍內(nèi)的溫度并在溫度約180° F-300° F范圍內(nèi)將該熱 攤鋪材料加熱并混合。將該攤鋪材料在溫度約170° F-290° F范圍內(nèi)進行攤鋪，并在溫度 約150° F-270° F范圍內(nèi)進行壓實。該可發(fā)泡皂溶液可W處于不會使液體凍結(jié)、沸騰、或 有害影響泡沫的任何溫度，但優(yōu)選其溫度范圍約為80° F-150° F。
[0017] 該種實施方式可通過將可發(fā)泡溶液注入熱漸青結(jié)合料；將該熱的、發(fā)泡的混合料 加入到適合的集料W及在作業(yè)地點或附近就地混合W形成熱攤鋪材料來實施。本發(fā)明的一 個優(yōu)點是，混合漸青結(jié)合料與集料所用液體的體積顯著減小，該樣可W方便就地施工并減 少了運輸大量水的必要。
[0018] 在本發(fā)明方法的另一種實施方式中，該水溶液包含約30wt. %的皂固體和約 70wt. %的水；該漸青結(jié)合料含有PG58-28漸青；該攤鋪材料含有約94. 5wt. %的集料和 約5. 5wt. %的PG58-28漸青結(jié)合料；W及相對于所用漸青結(jié)合料的量，所用皂固體的量 約小于Iwt. %。對于該種特定結(jié)合料，該熱的、發(fā)泡的漸青結(jié)合料混合料被加熱到約為 240° F-340。F的溫度；該適合的集料被加熱到范圍約為180° F-300° F的溫度；并且 加熱該熱攤鋪材料并在溫度范圍約180° F-300° F下進行混合。該攤鋪材料在范圍約為 170° F-290。F的溫度下進行攤鋪，并在范圍約150° F-270。F的溫度下進行壓實。
[0019] 在另一種實施方式中，該水溶液含有約30wt. %的皂固體和約70wt. %的水； 漸青結(jié)合料含有PG 64-22漸青；該攤鋪材料含有約94. 5w