專(zhuān)利名稱(chēng)：吸收沖擊的碎石的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸收沖擊的碎石(macadam)，它適用于道路、鐵路、人工運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)跑道、兒童安全表面和其他用途。
碎石路面也被稱(chēng)為柔性路面，它是集料(天然存在的或壓碎的巖石)和粘合劑(通常是瀝青)的組合體?？赏ㄟ^(guò)將兩種組分加熱至150-180℃，然后混合，從而使粘合劑涂覆在集料的表面而得以制成?；蛘?，可以使用瀝青在水中的乳液來(lái)代替熱粘合劑，在這種情況下，形成的碎石被稱(chēng)為冷碎石或乳化碎石。碎石具有粒料特性，主要采用單一尺寸或公稱(chēng)尺寸的集料，其大小隨需要而改變。例如，有公稱(chēng)集料尺寸為3毫米、6毫米、10毫米、14毫米、20毫米、28毫米或40毫米的碎石。標(biāo)準(zhǔn)大小的集料可與更小大小的集料以不同比例混合，以提供疏松質(zhì)地、中等密度質(zhì)地的或致密的碎石。碎石可通過(guò)手工用耙子耙或用鋪路機(jī)進(jìn)行鋪設(shè)，然后進(jìn)行輥壓。
本發(fā)明提供了一種吸收沖擊的碎石，它含有10-75重量％粒徑40毫米以?xún)?nèi)的顆粒橡膠、25-90重量％粒徑40毫米以?xún)?nèi)的集料和5-9重量％聚合物改性的瀝青粘合劑。
本發(fā)明的吸收沖擊的碎石可有5-25％，較佳地17％的空隙體積。這些空隙可以是相通的，這樣便可以有天然的排水通路，優(yōu)選的范圍是15-25％。空隙也可以是不相通的，也就是具有接近于最大密度曲線的連續(xù)粒徑分布，其優(yōu)選范圍為5-20％?？蓪⑺槭渲瞥墒杷少|(zhì)地的、中等密度質(zhì)地或致密的。
顆粒橡膠可以是新橡膠或再生橡膠，例如通過(guò)研磨廢棄的車(chē)輛輪胎而獲得的橡膠。較佳地，碎石含有25-45％顆粒橡膠。優(yōu)選的粒徑為15毫米以?xún)?nèi)，更佳地為4-10毫米?？梢允褂貌煌降念w粒橡膠，但是優(yōu)選包含10微米粒徑的橡膠。
集料可以是在生產(chǎn)碎石中常規(guī)使用的任何集料，無(wú)論是天然存在的還是作為工業(yè)副產(chǎn)物的集料?？梢园酱笥?.36毫米的粗(糙)集料。這些粗集料其粒徑優(yōu)選為15毫米以?xún)?nèi)。最佳地，這些粗集料的大小與所用的橡膠顆粒的大小相接近，而且本發(fā)明的碎石可含有一種以上粒徑如10毫米和6毫米的集料。細(xì)集料(也稱(chēng)為砂)，即粒徑大于75微米但是小于2.36毫米的集料，它們也可被包含在本發(fā)明的碎石中，含量為小于35重量％。填料(粒徑小于75微米的超細(xì)集料)必須被包含，其比例可占本發(fā)明碎石的10重量％之內(nèi)。
聚合物改性的瀝青粘合劑包括彈性聚合物、塑性聚合物或它們的混合物與相容的瀝青混合而成。合適的聚合物包括無(wú)分支的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物和丁苯橡膠。聚合物最合適地是占本發(fā)明碎石的6.5-7.5重量％。聚合物較佳地是占粘合劑的11重量％之內(nèi)，更佳地占6-8重量％。
在本發(fā)明的碎石中可包含常規(guī)用于碎石的其他添加劑和組分，如顏料、抗剝落劑和凝固延緩劑(deferred set agent)如煤油。
本發(fā)明的碎石可用常規(guī)的柏油混合設(shè)備(具有單獨(dú)的、將顆粒橡膠引入混合槽的裝置)進(jìn)行制備。將集料和填料的干混合物預(yù)加熱至200±20℃。然后向該混合物加入橡膠顆粒，該顆?？梢栽谑覝氐幕蚋训乇活A(yù)加熱至軟化溫度加入，這取決于對(duì)最終混合物的要求，但是應(yīng)不超過(guò)100℃。在混合之后，加入溫度為150-200℃，更佳地180℃的聚合物改性的瀝青粘合劑，然后進(jìn)一步混合。形成的混合物可用常規(guī)的設(shè)備，通過(guò)手工方法進(jìn)行鋪設(shè)，或者被置于模具中并被壓縮至預(yù)定的空隙量。也可使用冷碎石或乳化碎石制備法。
據(jù)信，在制備本發(fā)明的碎石時(shí)，在顆粒橡膠表面和聚合物改性瀝青粘合劑中的聚合物之間形成了分子鍵。但是，大多數(shù)橡膠仍為固體，而且通過(guò)墊在碎的巖石集料顆粒之間而將沖擊吸收性賦予鋪設(shè)的、橡膠化的碎石。一旦對(duì)碎石施加應(yīng)力，橡膠顆粒便發(fā)生形變。這反過(guò)來(lái)導(dǎo)致拉伸或壓縮瀝青。一旦釋放了施加應(yīng)力，則橡膠(主要是彈性的)會(huì)拉或推與其相連的瀝青粘合劑，從而恢復(fù)至其正常狀態(tài)。
據(jù)信，當(dāng)被用作交通路面或道路構(gòu)建物的一部分時(shí)，施加在碎石上的負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致橡膠被壓縮。釋放這些負(fù)荷，導(dǎo)致碎石回復(fù)至不受壓的形式，從而減少了磨損并可能因而延長(zhǎng)道路表面的使用壽命。
常規(guī)的碎石不能很好地吸收沖擊。為了形成人工的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)如足球場(chǎng)或曲棍球場(chǎng)，需要在碎石基底(30-40毫米深，一層或兩層不同厚度的碎石)上鋪橡膠沖擊墊和長(zhǎng)絨(如23毫米)的合成地毯，其絨毛填有沙。橡膠沖擊墊通常由微?；蝾w粒狀橡膠構(gòu)成，較佳地是丁苯橡膠，它通過(guò)樹(shù)脂粘合劑而被制成襯墊。沖擊墊一般厚7.5-20毫米。事實(shí)上，運(yùn)動(dòng)是在沙上進(jìn)行的。地毯上的絨毛把沙保持在原位，防止它們堆積起來(lái)或分散。橡膠沖擊墊提供了彈性和沖擊吸收，從而滿足了各種不同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求。碎石提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。合成的運(yùn)動(dòng)跑道的結(jié)構(gòu)是類(lèi)似的，但是在橡膠沖擊墊上鋪有耐鞋釘?shù)捻g性表面，而不是鋪設(shè)填有沙的地毯。
然而，本發(fā)明的碎石的吸收沖擊性符合標(biāo)準(zhǔn)BS 7044、BS 7188、BS 5696和所有有關(guān)的、規(guī)定這些測(cè)試或類(lèi)似測(cè)試的運(yùn)動(dòng)主管部門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，本發(fā)明的碎石可用于替代常規(guī)人工運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的碎石基底和沖擊墊，只需在其上面鋪設(shè)填有沙的地毯。同樣，本發(fā)明的碎石可用于替換常規(guī)的人工運(yùn)動(dòng)跑道的碎石和橡膠/樹(shù)脂基底層，只需在其上面鋪設(shè)耐鞋釘?shù)捻g性表面。
實(shí)施例一種典型的混合物由下列構(gòu)成粘合劑7.0％ 橡膠分級(jí)10毫米集料24.0％100％通過(guò)10.0毫米6毫米集料 10.5％35％通過(guò)6.3毫米沙21.3％0％通過(guò)4.0毫米橡膠 35.0％填料 1.9％粘合劑含有7±1％無(wú)分支的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物和93±1％具有下列特性的相容的瀝青25℃時(shí)的穿透90±20dmn軟化點(diǎn) 85±10℃儲(chǔ)存穩(wěn)定指數(shù)75℃該混合物是以英國(guó)平均環(huán)境溫度15℃的應(yīng)用為基礎(chǔ)的?；旌媳壤刹煌赃m應(yīng)其他地方的應(yīng)用，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是熟知的，以適合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度。
權(quán)利要求
1.一種吸收沖擊的碎石，其特征在于，它含有10-75重量％粒徑40毫米以?xún)?nèi)的顆粒橡膠、25-90重量％粒徑40毫米以?xún)?nèi)的集料和5-9重量％聚合物改性的瀝青粘合劑。
2.如權(quán)利要求1所述的碎石，特征在于，其空隙體積為5-25％。
3.如權(quán)利要求2所述的碎石，特征在于，其相通的空隙體積為15-25％。
4.如權(quán)利要求2所述的碎石，特征在于，其不相通的空隙體積為5-20％。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的碎石，其特征在于，它含有25-45重量％的顆粒橡膠。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的碎石，其特征在于，該顆粒橡膠的粒徑在15毫米之內(nèi)。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的碎石，其特征在于，它含有45-65重量％的集料。
8.如上述任一權(quán)利要求所述的碎石，其特征在于，集料的粒徑為15毫米以?xún)?nèi)。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的碎石，其特征在于，它含有6.5-7.5重量％的聚合物改性的瀝青粘合劑。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的碎石，其特征在于，該聚合物改性的瀝青粘合劑包括無(wú)分支的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和相容的粘合劑。
11.如權(quán)利要求1-9所述的碎石，其特征在于，該聚合物改性的瀝青粘合劑包括丁苯橡膠和相容的粘合劑。
12.如上述任一權(quán)利要求所述的碎石，其特征在于，該聚合物改性的瀝青粘合劑含6-8重量％的所述聚合物。
13.一種用上述任一權(quán)利要求所述的碎石制成的道路。
14.一種運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，其特征在于，它包括用上述任一權(quán)利要求所述的吸收沖擊的碎石制成的基底，以及鋪設(shè)在上面的合成地毯，該地毯的絨毛填有沙。
15.一種運(yùn)動(dòng)跑道，其特征在于，它包括用上述任一權(quán)利要求所述的吸收沖擊的碎石制成的基底，以及鋪設(shè)在上面的耐鞋釘?shù)捻g性表面。
全文摘要
一種吸收沖擊的碎石,它含有10—75重量%(較佳地25—45%)粒徑40毫米以?xún)?nèi)的顆粒橡膠、25—90重量%(較佳地45—65%)粒徑40毫米以?xún)?nèi)的集料和5—9重量%聚合物改性的瀝青粘合劑。典型地,該碎石有5—25%的相通或不相通的空隙體積。對(duì)瀝青粘合劑進(jìn)行改性的聚合物優(yōu)選是無(wú)分支的苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物(占改性粘合劑的約7%)。該碎石適用作為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)跑道的基底,在其上面沒(méi)有鋪設(shè)的橡膠沖擊墊。
文檔編號(hào)C08L53/02GK1185820SQ9619418
公開(kāi)日1998年6月24日 申請(qǐng)日期1996年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月2日
發(fā)明者P·D·斯班德勒夫 申請(qǐng)人:P·D·斯班德勒夫