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      瀝青結(jié)合料組合物的制作方法

      文檔序號:11229636閱讀:670來源:國知局
      相關(guān)申請的交叉引用本申請要求根據(jù)35u.s.c.§119于2016年3月4日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2016-0026248號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán),其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。本發(fā)明涉及一種瀝青結(jié)合料(asphaltbinder)組合物,更具體地,涉及一種能夠改善瀝青混合料(asphaltpavingmixtures)的混合性、壓實(shí)性和抗水損性能(waterresistance)的瀝青結(jié)合料組合物。更具體地,本發(fā)明涉及一種能夠用于熱拌瀝青、溫拌瀝青、回收舊瀝青混合料的再循環(huán)利用等中以改善和易性(workability)和/或抗剝落性(stripping-resistence)的瀝青結(jié)合料組合物。
      背景技術(shù)
      :瀝青混合料通常通過將瀝青結(jié)合料注入裝有加熱的石料、填料等的瀝青拌合廠的攪拌筒中,并在160℃至180℃的高溫下攪拌這些材料來制備,該瀝青混合料被攤鋪在道路上、壓實(shí),并冷卻至室溫,然后在瀝青/石料混合料暴露于各種環(huán)境如陽光、雨水等的狀態(tài)下長時(shí)間(幾年)使用。因此,在高溫下制備瀝青混合料需要高能量,并且在瀝青混合料的制備期間和瀝青路面的建造期間可能排放有害氣體例如二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物等,從而造成環(huán)境污染和建造瀝青路面的工人的健康問題。另外,由于在鋪路時(shí),需要長時(shí)間來將在160℃至180℃的高溫下生產(chǎn)的瀝青/石料混合料冷卻至室溫,所以存在以下問題:交通開放時(shí)間可能延遲,并且工人可能面臨安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。此外,由于瀝青混合料在高溫下生產(chǎn),所以存在瀝青結(jié)合料的氧化和老化相對快速發(fā)生的問題,這導(dǎo)致路面早期開裂,減少路面壽命。為了解決這些問題,已經(jīng)積極地對在熱拌瀝青(hma)的溫度低20℃至40℃的溫度下混合并壓實(shí)瀝青混合料的溫拌瀝青技術(shù)(wma)進(jìn)行了研究,并且需要開發(fā)一種用于溫拌瀝青技術(shù)的、具有更強(qiáng)性能的溫拌瀝青添加劑。首先對最近開發(fā)的溫拌瀝青技術(shù)進(jìn)行描述,存在一種在日本開發(fā)的使用化學(xué)發(fā)泡劑的熱拌技術(shù)。該技術(shù)通過在瀝青結(jié)合料中產(chǎn)生和分散微氣泡(一種加氣(airentraining,ae)劑),并將這些微氣泡儲(chǔ)存在瀝青/石料混合料中直到瀝青混合料鋪設(shè)完成來利用微氣泡改善柔性。利用該溫拌技術(shù),通過使瀝青結(jié)合料發(fā)泡而用微氣泡來提高石料和瀝青結(jié)合料之間的混合性,并且可以在鋪設(shè)和壓實(shí)過程期間提高壓實(shí)性。然而,在該技術(shù)中,由于即使在瀝青路面建造完成之后,微氣泡也不會(huì)從瀝青結(jié)合料中釋放,而是保留在瀝青混凝土(asphaltconcrete)中,所以路面的耐久性劣化,使得難以保障質(zhì)量。此外,由于從其生產(chǎn)到建造都難以對瀝青混凝土進(jìn)行管理,因此實(shí)用性可能劣化。另外,sasobit蠟也被稱為溫拌瀝青添加劑。sasobit蠟,是一種使用通過費(fèi)-托工藝(fischer-tropsch)由煤氣生產(chǎn)的烴鏈混合料的添加劑,其也被稱為ft石蠟。已經(jīng)研究了sasobit蠟在瀝青混凝土的制備期間用于降低瀝青結(jié)合料的粘度,以甚至在中間溫度下提高和易性及可施工性。然而,作為一種蠟基(wax-based)材料的這種sasobit蠟可以改善流動(dòng)性以用于溫拌瀝青混合料的生產(chǎn),但是卻劣化石料和瀝青結(jié)合料之間的粘結(jié)力,并且建造的瀝青路面的抗水損性能低,使得在冬季重復(fù)凍結(jié)和解凍的情況下,可能快速發(fā)生瀝青結(jié)合料從石料剝落的剝落現(xiàn)象,從而造成路面損壞。作為低分子量pe的聚乙烯(pe)蠟等也可以與sasobit蠟同樣地生產(chǎn)溫拌瀝青混合料,但是與sasobit蠟類似,也未有助于改善質(zhì)量。為了克服蠟基型(wax-basedtype)溫拌瀝青添加劑的這些缺點(diǎn),近來,將胺基型(amine-basedtype)抗剝落劑與蠟基型添加劑混合以使用該混合劑的情況或者開發(fā)胺基型溫拌瀝青添加劑的情況已經(jīng)增加。然而,在這些情況下,存在成本過度增加或動(dòng)穩(wěn)定度(dynamicstability)可能劣化的問題。因此,需要開發(fā)一種能夠具有優(yōu)異的抗水損性能和動(dòng)穩(wěn)定度且同時(shí)確保瀝青混合料的混合性和壓實(shí)性的材料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的實(shí)施方案涉及提供一種多功能瀝青添加劑,該多功能瀝青添加劑能夠具有瀝青結(jié)合料和石料之間優(yōu)異的混合性,改善瀝青混合料的壓實(shí)性和抗水損性能,并且本發(fā)明的實(shí)施方案涉及提供具有優(yōu)異機(jī)械性能(例如馬歇爾穩(wěn)定度、動(dòng)穩(wěn)定度等)的瀝青以及一種使用其的瀝青結(jié)合料組合物。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案涉及提供一種瀝青添加劑以及一種使用其的瀝青結(jié)合料組合物,該瀝青添加劑使得能夠在比現(xiàn)有熱拌瀝青的溫度低20℃至50℃的溫度下混合、鋪設(shè)和壓實(shí)瀝青混合料。在一個(gè)一般方面,瀝青結(jié)合料組合物包括:添加劑,所述添加劑包含由以下化學(xué)式1表示的重復(fù)單元和由以下化學(xué)式2表示的至少一個(gè)末端基團(tuán);以及瀝青結(jié)合料:[化學(xué)式1][化學(xué)式2]在化學(xué)式1中,a選自氫或由化學(xué)式2表示的官能團(tuán),在化學(xué)式2中,r1是c1-c30烷基。添加劑可具有100mgkoh/g至1500mgkoh/g的總胺含量,在25℃下測量的1500cst至15000cst的粘度,以及0.5-4的氮/氧摩爾比。添加劑可以選自由以下化學(xué)式3表示的化合物中的任一種或者添加劑可以是選自由以下化學(xué)式3表示的化合物中的兩種以上的混合物:化學(xué)式3在化學(xué)式3中,n是0-10的整數(shù),r1是c1-c30烷基,a、r2和r3各自獨(dú)立地選自氫或a、r2和r3中的任何一個(gè)或兩個(gè)以上必須是r4是c1-c30烷基。由化學(xué)式3表示的化合物的重均分子量為500g/mol至1500g/mol。基于100重量份的瀝青結(jié)合料,添加劑的含量可以為0.05重量份至5重量份。在另一個(gè)一般方面,瀝青混合料包括如上所述的瀝青結(jié)合料組合物和石料。具體實(shí)施方式在下文中,將參考本發(fā)明的具體實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的瀝青結(jié)合料組合物。然而,以下詳細(xì)的實(shí)施例或示例性實(shí)施方案僅用于具體解釋本發(fā)明。因此,本發(fā)明并不限于此,而是可以以各種形式來實(shí)施。此外,除非在說明書中另有定義,否則說明書中使用的所有技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語的含義與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。在說明書中使用的術(shù)語僅用于有效地描述具體實(shí)施例,而不是限制本發(fā)明。如本文所用,術(shù)語“瀝青結(jié)合料組合物或?yàn)r青/添加劑混合料”是指通過將瀝青結(jié)合料與本發(fā)明的添加劑混合而獲得的混合料。如本文所用,術(shù)語“瀝青混合料或?yàn)r青/石料混合料”是指通過混合瀝青結(jié)合料、本發(fā)明的添加劑、石料等獲得的混合料。在本發(fā)明的瀝青結(jié)合料組合物中,可以在制備瀝青混合料時(shí)分別注入瀝青結(jié)合料和添加劑,然后混合,并且可以預(yù)先混合瀝青結(jié)合料與添加劑以在制備瀝青混合料之前注入瀝青/添加劑混合料。在下文中,將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),該添加劑通過改善瀝青/石料混合料的混合性、壓實(shí)性及其抗水損性能等用于提高瀝青混合料的生產(chǎn)率、和易性及性能,并且可以通過將添加劑中的總胺含量以及氮與氧之間的摩爾比調(diào)整在特定比例內(nèi)來進(jìn)一步改進(jìn)上述效果,從而完成本發(fā)明。更具體地,根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案,瀝青結(jié)合料組合物包括:添加劑,該添加劑包括由以下化學(xué)式1表示的重復(fù)單元和由以下化學(xué)式2表示的至少一個(gè)末端基團(tuán);以及瀝青結(jié)合料:[化學(xué)式1][化學(xué)式2]在化學(xué)式1中,a選自氫或由化學(xué)式2表示的官能團(tuán),在化學(xué)式2中,r1是c1-c30烷基。在下文中,除非在本發(fā)明中另有定義,“烷基”包括直鏈型烷基和支鏈型烷基。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,由化學(xué)式1表示的重復(fù)單元可以由多胺產(chǎn)生的單元(aunitinducedfrompolyamine);由化學(xué)式2表示的官能團(tuán)可以是由烷基縮水甘油醚產(chǎn)生的單元(aunitinducedfromalkylglycidylether),其中在烷基縮水甘油醚中,烷基可以選自c1-c30;并且可以是其中兩種以上各自具有不同烷基的化合物彼此混合的混合物。多胺是指選自由以下化學(xué)式4表示的化合物中的任一種或者多胺可以是選自由以下化學(xué)式4表示的化合物中的兩種以上的混合物,但不限于此:[化學(xué)式4]在化學(xué)式4中,m為1-10。作為更具體的實(shí)施例,多胺可以是選自乙二胺(ethylenediamine)、二亞乙基三胺(diethylenetriamine)、三亞乙基四胺(triethylenetetramine)、四亞乙基五胺(tetraethylenepentamine)、五亞乙基六胺(pentaethylenehexamine)、六亞乙基七胺(hexaethyleneheptamine)、七亞乙基八胺(heptaethyleneoctamine)、八亞乙基九胺(octaethylenenonamine)、九亞乙基十胺(nonaethylenedecamine)和十亞乙基十一胺(decaethyleneundecamine)中的任何一種或選自它們中的兩種以上的混合物。另外,根據(jù)需要,可以進(jìn)一步包含芳香族化合物如氨乙基哌嗪等。更優(yōu)選地,多胺可以是包含二亞乙基三胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺、六亞乙基七胺和聚乙烯多胺的混合物,并且數(shù)均分子量為250g/mol至300g/mol,胺含量為1100mgkoh/g至1300mgkoh/g,但不限于此。聚乙烯多胺可以指在化學(xué)式4中m為7-10的整數(shù)的多胺,或其混合物,但不限于此。烷基縮水甘油醚是指選自由以下化學(xué)式5表示的化合物中的一種,或其中各自具有不同烷基的兩種以上化合物彼此混合的混合物,但不限于此:[化學(xué)式5]在化學(xué)式5中,r11是c1-c30烷基。更優(yōu)選地,烷基縮水甘油醚可以是其中混合具有c8-c18烷基的化合物的混合物。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,添加劑可以是選自由以下化學(xué)式3表示的化合物中的任一種或選自由以下化學(xué)式3表示的化合物中的兩種以上的混合物:[化學(xué)式3]在化學(xué)式3中,n是0-10的整數(shù),r1是c1-c30烷基,a、r2和r3各自獨(dú)立地選自氫或a、r2和r3中的任何一個(gè)或兩個(gè)以上必須是以及r4是c1-c30烷基。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,在化學(xué)式3中,n是0-10的整數(shù),更優(yōu)選地,n是3-10的整數(shù)。此外,當(dāng)n為2以上時(shí),a可以彼此相同或不同,并且可以分別選自氫或在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,由化學(xué)式3表示的化合物可以在其重均分子量為500g/mol至1500g/mol的范圍內(nèi)具有優(yōu)異的抗剝落功能、優(yōu)異的混合性和優(yōu)異的壓實(shí)性,但本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,添加劑可以具有100mgkoh/g至1500mgkoh/g的總胺含量,在25℃下測量的1500cst至15000cst的粘度,和0.5-4的氮/氧摩爾比。更具體地,添加劑可具有200mgkoh/g至800mgkoh/g的總胺含量,在25℃下測量的2000cst至13000cst的粘度,以及0.7-3.5的氮/氧摩爾比。在上述范圍內(nèi),可提高瀝青結(jié)合料和石料之間的混合性、瀝青/石料混合料的壓實(shí)性及其抗水損性能等。上述范圍可以根據(jù)多胺和烷基縮水甘油醚的種類和含量來進(jìn)行調(diào)整。在添加劑的物理性質(zhì)中,總胺含量可以通過astmd2896來測量,并且總胺含量可以對改進(jìn)瀝青結(jié)合料的抗剝落功能有影響。當(dāng)總胺含量在100mgkoh/g至1500mgkoh/g的范圍內(nèi)時(shí),更優(yōu)選地,在200mgkoh/g至800mgkoh/g的范圍內(nèi)時(shí),可以提高瀝青結(jié)合料的抗剝落功能。粘度可以通過astmd445來測量。優(yōu)選粘度在這樣的范圍內(nèi):在制備瀝青結(jié)合料組合物或?qū)⑻砑觿┳⑷霝r青拌合廠中的瀝青/石料混合料中時(shí),添加劑可以在使用條件下具有合適的流動(dòng)性并且瀝青結(jié)合料和添加劑之間的混溶性(miscibility)可以得到改善。具體地,當(dāng)在25℃測量的粘度在1500cst至15000cst的范圍內(nèi),在40℃測量的粘度在1000cst至5000cst的范圍內(nèi),在60℃測量的粘度在300cst至800cst的范圍內(nèi)時(shí),可以實(shí)現(xiàn)期望的效果。氮/氧摩爾比可以通過元素分析來測量,并且其用于確認(rèn)添加劑中多胺和烷基縮水甘油醚之間的分子內(nèi)分配比。當(dāng)氧含量增加時(shí),混合性和壓實(shí)性提高,并且當(dāng)?shù)?氧摩爾比在0.5-4的范圍內(nèi),更具體地,在0.7-3.5的范圍內(nèi)時(shí),同時(shí)在分子中獲得親水性和疏水性,使得與瀝青結(jié)合料的混溶性可以是優(yōu)異的,并且還可以提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,基于100重量份的瀝青結(jié)合料,瀝青添加劑的使用量可以為0.05重量份至5重量份,優(yōu)選地,0.1重量份至3重量份,更優(yōu)選地,0.1重量份至1重量份,并且進(jìn)一步優(yōu)選地,0.25重量份至0.8重量份。在上述范圍內(nèi),瀝青添加劑的量可適于改善混合性、壓實(shí)性和抗水損性能,并具有經(jīng)濟(jì)效率。然而,瀝青添加劑的量不限于此。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,可以不受限地使用任何瀝青結(jié)合料,只要其在本領(lǐng)域中是通常使用的即可。具體地,瀝青結(jié)合料可以包括衍生自石油的所有天然瀝青和瀝青結(jié)合料(asphaltcement)。例如,作為瀝青結(jié)合料,可以是選自天然瀝青、石油基瀝青(petroleum-basedasphalt)、石油系瀝青(petroleum-basedpitch)、氧化瀝青、回收舊瀝青等中的任意一種或者可以是選自它們中的兩種以上的混合物,但瀝青結(jié)合料不限于此。回收舊瀝青是指從回收舊瀝青混合料中提取或保留在回收舊瀝青混合料中的瀝青。另外,瀝青結(jié)合料可以是包含聚合物改性劑的改性瀝青結(jié)合料。聚合物改性劑可以是選自天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、尼龍(nylon)、氯乙烯、乙烯甲基丙烯酸酯、乙丙橡膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯、聚異戊二烯、丁基橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、聚氯丁二烯橡膠、廢輪胎橡膠等中的任意一種或是選自它們中的兩種以上的混合物,但其不限于此。聚合物改性劑可以具有50,000g/mol至600,000g/mol的重均分子量,但不限于此。聚合物改性劑的含量可以為改性瀝青結(jié)合料含量的0.5wt%至15wt%,更優(yōu)選地,為2wt%至12wt%,但不限于此。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,瀝青結(jié)合料組合物可以用于選自熱拌瀝青混合料、溫拌瀝青混合料、使用回收舊瀝青混合料的再循環(huán)瀝青混合料和泡沫瀝青混合料(foamingasphalt)等中的瀝青混合料,但不限于此。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方案,瀝青混合料包括如上所述的瀝青結(jié)合料組合物和石料。作為石料,可以使用天然礦物石料、廢石料及其混合石料。廢石料可以是,例如,選自由工業(yè)廢料諸如建筑廢料、鋼渣等獲得的石料和回收舊瀝青混合料中的任一種或它們的兩種以上的混合料。天然石料和廢石料的混合石料可以包括30wt%至99.9wt%的天然石料和0.1wt%至70wt%的廢石料,但不限于此。由于石料的含量和尺寸根據(jù)待建造的路面的種類和空隙率、施工路面的地面條件、天氣條件、交通量、車道數(shù)量等確定,因此石料的含量和尺寸不受限制。作為具體的實(shí)例,基于瀝青混合料的總重量,石料的含量可以為80wt%至99wt%,但不限于此。作為石料,可以根據(jù)要建造的路面的種類混合并使用粗石料、細(xì)石料等。本發(fā)明的瀝青結(jié)合料組合物包括上述多功能添加劑,從而使得可以改善與石料的混合性。此外,在使用廢石料諸如從回收舊瀝青混合料獲得的石料和天然礦物石料的情況下,瀝青/石料混合料的混合性、壓實(shí)性和抗水損性能可以得到顯著提高。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,瀝青混合料可以包含1wt%至20wt%的量的瀝青結(jié)合料組合物,但不限于此。瀝青混合料包含瀝青結(jié)合料、添加劑和石料,并且如果需要,可以不受限地使用任何添加劑,只要其在本領(lǐng)域中通常使用即可。作為實(shí)例,在瀝青混合料中使用的添加劑可以是選自填料、蠟基型溫拌瀝青(wma)添加劑、胺基型溫拌瀝青(wma)添加劑、抗剝落劑、再生劑(rejuvenator)等中的任一種或選自它們中的兩種以上的混合物,但不限于此。根據(jù)待建造的路面的目的,在瀝青混合料中可以進(jìn)一步包括各種添加劑。填料可以是選自以下的任何一種或選自它們中的兩種以上的混合料:石灰石粉末、熟石灰、波特蘭水泥、石料粉塵、來自煉鋼過程中的鋼渣粉塵、鑄造粉塵、飛灰、炭黑、硫、木質(zhì)素、纖維素纖維、尼龍纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維、天然纖維等,但不限于此。由于填料的含量可根據(jù)待建造的路面的種類而改變,因此填料的含量不受限制。作為具體實(shí)例,基于瀝青混合料的總重量,填料的含量可以為1wt%至10wt%,但不限于此。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,瀝青混合料可用于選自密級配瀝青混凝土路面(dense-gradedasphaltconcretepavement)、粗級配瀝青混凝土路面(coarse-gradedasphaltconcretepavement)、開級配瀝青混凝土路面(open-gradedasphaltconcretepavement)、透水性瀝青路面(water-permeableasphaltconcretepavement)和瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面(stone-matrixasphaltconcretepavement)等的瀝青混凝土路面,但不限于此。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中,瀝青混合料包括上述多功能添加劑,使得可以在比現(xiàn)有的熱拌瀝青的溫度低20℃至50℃的溫度下混合和鋪設(shè)瀝青混合料。具體地,本發(fā)明可以提供一種能夠在100℃至130℃下鋪設(shè)的溫拌瀝青混合料。此外,該瀝青混合料可以施加于瀝青結(jié)合料以減少坑槽(potholes)并用于使用回收舊瀝青混合料。在下文中,將提供實(shí)施例和比較例以更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而,本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。在下文中,通過以下測量方法測量物理性質(zhì)。1)瀝青結(jié)合料與石料的混合性基于aashtot195-11用于確定瀝青混合料的顆粒包覆程度的標(biāo)準(zhǔn)測試方法(aashtot195-11standardmethodoftestfordeterminingdegreeofparticlecoatingofasphaltmixtures)測量混合性。具體地,在稱量瀝青結(jié)合料組合物和石料以使瀝青/石料混合料的重量為約2.5kg之后,將瀝青結(jié)合料組合物和石料在125℃下混合2分鐘。然后,通過篩子(9.5mm)過濾混合料,并基于保留在篩子上的粗石料的總量測量包覆的石料的比例。2)瀝青混合料的壓實(shí)性基于使用在nchrp報(bào)告691溫拌瀝青混合料設(shè)計(jì)研究(nchrpreport691mixdesignpracticesforwarm-mixasphalt)中公開的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀(superpavegyratorycompactor,sgc)的壓實(shí)性測試方法測量壓實(shí)性。更具體地,將瀝青結(jié)合料組合物和石料在125℃下混合2分鐘,放入直徑為101.6mm的模具中,并在115℃下使用sgc測量壓縮過程的數(shù)值(number)直至空隙率為7%。3)抗水損性能(動(dòng)水沖刷試驗(yàn)(dynamicimmersion)后石料的裹附率(coveragerate,%))基于en-12697-11石料和瀝青之間的親和力的測定(en-12697-11determinationoftheaffinitybetweenaggregateandbitumen)測量抗水損性能。更具體地,將510g石料(11.2mm至8mm)和16g瀝青結(jié)合料組合物在實(shí)施例或比較例中提出的混合溫度下混合三分鐘,并在室溫下冷卻。然后,收集150g瀝青/石料混合料,放入裝滿水的試驗(yàn)玻璃瓶中并在60rpm下旋轉(zhuǎn)24小時(shí),然后肉眼估計(jì)覆蓋在石料上的瀝青結(jié)合料的量。4)抗水損性能(浸水后的劈裂強(qiáng)度比(tensilestrengthratio,%))基于aashtot283壓實(shí)的瀝青混合料的抗水損害性能(aashtot283resistanceofcompactedasphaltmixturestomoisture-induceddamage)中公開的測試方法測量抗水損性能。具體地,在將瀝青結(jié)合料組合物和石料在160℃下混合2分鐘后,放入直徑為101.6mm的模具中,在140℃下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)直到空隙率為7±1%,由此制備試樣。測量浸水前后試樣的劈裂強(qiáng)度,并進(jìn)行比較。5)抗車轍性能(動(dòng)穩(wěn)定度(次數(shù)/mm))基于瀝青混合料的車輪跟蹤測試方法(awheeltrackingtestmethod)(ksf2374)測量抗車轍性能。具體地,在將瀝青結(jié)合料組合物和石料在125℃下混合2分鐘后,放入尺寸為300×300×50mm(長×寬×高)的模具中,并在115℃下壓實(shí)直到空隙率為4±1%,從而制備試樣。評估試樣在45分鐘后在60℃下形成1mm車轍(ruttedby1mm)所需的車輪的通過次數(shù)。6)抗疲勞性能(fatiguecrackresistance)基于在nchrp(國家公路合作研究計(jì)劃)第nchrp9-44a號項(xiàng)目確認(rèn)hma路面耐久極限(validatinganendurancelimitforhmapavements)中所報(bào)道的壓實(shí)的熱拌合瀝青的單軸重復(fù)疲勞試驗(yàn)的建議標(biāo)準(zhǔn)操作(proposedstandardpracticeforuniaxialrepeatedfatiguetestofcompactedhot-mixasphalt)中所公開的測試方法測量抗疲勞性能。具體地,在將瀝青結(jié)合料組合物和石料在160℃下混合2分鐘后,在140℃下制備直徑為100mm、高度為150mm的試樣。然后,在19℃和10hz下對試樣施加重復(fù)載荷(load),并測量直到試樣破裂時(shí)重復(fù)載荷的次數(shù)。7)總胺含量(mgkoh/g)根據(jù)astmd2896測量總胺含量。8)粘度根據(jù)astmd445測量粘度。9)n/o摩爾比根據(jù)多胺的氮含量和烷基縮水甘油醚的氧含量計(jì)算氮/氧(n/o)摩爾比。10)重均分子量(g/mol)根據(jù)astmd5296測量重均分子量。[制備實(shí)施例]1)制備添加劑1-3通過使多胺和烷基縮水甘油醚彼此反應(yīng)來制備添加劑1-3。作為包含二亞乙基三胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺、六亞乙基七胺和由以下化學(xué)式6表示的聚乙烯多胺的混合物的多胺,使用數(shù)均分子量為250g/mol至300g/mol、胺含量為1257mgkoh/g的混合物:[化學(xué)式6]在化學(xué)式6中,m為7-10。作為烷基縮水甘油醚,使用以如下表1所示的含量混合的混合物。[表1]碳原子c8c10c12c14c16c18wt%<0.3<1<6521~284~80.5通過使20wt%的多胺混合物和80wt%的表1的烷基縮水甘油醚彼此反應(yīng)來制備添加劑1。通過使35wt%的多胺混合物和65wt%的表1的烷基縮水甘油醚彼此反應(yīng)來制備添加劑2。通過使50wt%的多胺混合物和50wt%的表1的烷基縮水甘油醚彼此反應(yīng)來制備添加劑3。測量所制備的添加劑1-3的物理性能,并示于下表2中。[表2][實(shí)施例1]1)制備瀝青結(jié)合料組合物基于100重量份在25℃下針入度(penetration)為72dmm的石油基瀝青結(jié)合料,通過添加0.5重量份的表2的添加劑1,并在150℃以400rpm的速率攪拌該混合料5分鐘來制備瀝青結(jié)合料組合物。2)制備瀝青/石料混合料和試樣通過在125℃下將4.7wt%的所制備的瀝青結(jié)合料組合物與95.3wt%的混合料(該混合料為花崗片麻巖石料(wc-3)和石灰石填料的混合料)彼此混合來制備瀝青/石料混合料。作為花崗片麻巖石料,使用滿足ksf2357石料標(biāo)準(zhǔn)的花崗片麻巖石料,作為石灰石填料,使用滿足ksf3501填料標(biāo)準(zhǔn)的石灰石填料。wc-3,是由韓國土地、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸部(koreanministryofland,infrastructureandtransport)建議的標(biāo)準(zhǔn),是具有20mm最大公稱粒徑(nominalmaximumaggregatesize)的密級配混合料。在115℃下壓實(shí)瀝青/石料混合料,從而制備試樣。測量試樣的物理性能,并示于下表3中。[實(shí)施例2]除了在制備實(shí)施例1中的瀝青結(jié)合料組合物時(shí)使用表2的添加劑2之外,實(shí)施例2通過與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。測量試樣的物理性能,并示于下表3中。[實(shí)施例3]除了在制備實(shí)施例1中的瀝青結(jié)合料組合物時(shí)使用表2的添加劑3之外,實(shí)施例3通過與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。測量試樣的物理性能,并示于下表3中。[實(shí)施例4]除了在制備實(shí)施例1中的瀝青結(jié)合料組合物時(shí)使用0.25重量份的表2的添加劑2之外,實(shí)施例4通過與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。測量試樣的物理性能,并示于下表3中。[實(shí)施例5]除了在制備實(shí)施例1中的瀝青結(jié)合料組合物時(shí)使用0.8重量份的表2的添加劑2之外,實(shí)施例5通過與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。測量試樣的物理性能,并示于下表3中。[比較例1]除了在制備實(shí)施例1中的瀝青結(jié)合料組合物時(shí)不使用添加劑之外,比較例1通過與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。也就是說,通過在125℃下將4.7wt%的在25℃下針入度為72dmm的石油基瀝青結(jié)合料與95.3wt%的混合料(所述混合料為滿足wc-3的花崗片麻巖石料和石灰石填料的混合料)彼此混合來制備瀝青/石料混合料。在115℃下壓實(shí)瀝青/石料混合料,從而制備試樣。測量試樣的物理性能,并示于下表3中。[表3]如表3所示,證實(shí)了,與不施加添加劑的比較例1相比,在施加添加劑的實(shí)施例1-3中,瀝青結(jié)合料與石料的混合性、瀝青/石料混合料的壓實(shí)性和抗水損性能得到顯著提高。另外,隨著氮/氧(n/o)摩爾比的增加和重均分子量的降低,提高抗水損性能的效果持續(xù)增強(qiáng)。同時(shí),瀝青結(jié)合料與石料的混合性,以及瀝青/石料混合料的壓實(shí)性降低。從該結(jié)果可以看出,抗水損性能、混合性和壓實(shí)性根據(jù)添加劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)而不同,因此,可認(rèn)為在設(shè)計(jì)化學(xué)結(jié)構(gòu)時(shí)同時(shí)考慮混合性、壓實(shí)性和抗水損性能是重要的。另外,在將實(shí)施例2與其中使用相同添加劑的實(shí)施例4和實(shí)施例5進(jìn)行比較時(shí),證實(shí)了當(dāng)添加劑含量增加時(shí),瀝青結(jié)合料包覆在石料上的包覆率增加,這樣提供了改善混合性的效果。此外,當(dāng)添加添加劑并且添加劑含量增加時(shí),壓實(shí)至相同空隙率所需的壓實(shí)過程的次數(shù)減少,從而證實(shí)實(shí)現(xiàn)了提高壓實(shí)性的效果,并且動(dòng)水沖刷試驗(yàn)后石料的裹附率增加,由此證實(shí)抗水損性能的提高效果高。[實(shí)施例6]基于100重量份在25℃下針入度為68dmm的石油基瀝青結(jié)合料,通過添加0.5重量份的表2的添加劑2,并在150℃下以400rpm的速率攪拌混合料5分鐘來制備溫拌瀝青結(jié)合料組合物。通過將5.2wt%的所制備的瀝青結(jié)合料組合物與94.8wt%的滿足wc-2的花崗片麻巖石料和石灰石填料的混合料在125℃下彼此混合2分鐘,并在115℃下壓實(shí)混合料來制備試樣。作為花崗片麻巖石料,使用滿足ksf2357的石料標(biāo)準(zhǔn)的花崗片麻巖石料,作為石灰石填料,使用滿足ksf3501的填料標(biāo)準(zhǔn)的石灰石填料。wc-2,由韓國土地、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸部建議的標(biāo)準(zhǔn),其是具有13mm最大公稱粒徑的密級配混合料。測量試樣的物理性能,并示于下表4中。[比較例2]除了使用烷基胺系(alkylamine-based)添加劑(meadwestvacocorporation,evothermtmm1)代替實(shí)施例6中的添加劑2之外,比較例2通過與實(shí)施例6相同的方法進(jìn)行。測量試樣的物理性能,并示于下表4中。[比較例3]除了使用1.5重量份的蠟基型添加劑(sasol,sasobit)代替實(shí)施例6中的添加劑2之外,比較例3通過與實(shí)施例6相同的方法進(jìn)行。測量試樣的物理性能,并示于下表4中。[比較例4]除了使用1.5重量份其中蠟基型添加劑和胺基型添加劑彼此混合的添加劑(akzonobel,redisetwmx8017)代替實(shí)施例6中的添加劑2之外,比較例4通過與實(shí)施例6相同的方法進(jìn)行。測量試樣的物理性能,并示于下表4中。[表4]如表4所示,可以看到,考慮到瀝青/石料混合料的混合性和壓實(shí)性,比較例和實(shí)施例之間沒有顯著差異;然而,考慮到抗水損性能和抗車轍性能(兩者是瀝青混合料的道路性能的主要要求),應(yīng)用本發(fā)明添加劑的實(shí)施例6通常具有優(yōu)異的結(jié)果。特別地,證實(shí)了使用蠟基添加劑的比較例3和使用通過將蠟基型添加劑和胺基型添加劑彼此混合而獲得的添加劑的比較例4不能滿足抗水損性能的標(biāo)準(zhǔn),并且證實(shí)了使用烷基胺系添加劑的比較例2不能滿足抗車轍性的標(biāo)準(zhǔn)。[實(shí)施例7]基于100重量份在25℃下針入度為73dmm的石油基瀝青結(jié)合料,通過添加0.5重量份的表2的添加劑2,并在150℃下以400rpm的速率攪拌混合料5分鐘來制備用于減少坑槽的瀝青結(jié)合料組合物。通過將4.4wt%的所制備的瀝青結(jié)合料組合物與95.6wt%的花崗片麻巖石料(wc-5)與石灰石填料的混合料在160℃下彼此混合2分鐘,并在140℃下壓實(shí)該混合料來制備試樣。作為花崗片麻巖石料,使用滿足ksf2357的石料標(biāo)準(zhǔn)的花崗巖片麻巖石料,作為石灰石填料,使用滿足ksf3501的填料標(biāo)準(zhǔn)的石灰石填料。wc-5,由韓國土地、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸部建議的標(biāo)準(zhǔn),其是具有20mm最大公稱粒徑的抗車轍混合料。測量試樣的物理性能,并示于下表5中。[比較例5]除了在實(shí)施例7中不使用添加劑之外,比較例5通過與實(shí)施例7相同的方法進(jìn)行。也就是說,通過將4.4wt%的在25℃下針入度為73dmm的石油基瀝青結(jié)合料與95.6wt%的花崗片麻巖石料(wc-5)與石灰石填料的混合料在160℃下彼此混合2分鐘,并在140℃下壓制該混合料來制備試樣。測量試樣的物理性能,并示于下表5中。[表5]類別質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施例7比較例5抗水損性能(動(dòng)水沖刷試驗(yàn)后石料的裹附率)(%)50以上5510抗水損性能(浸水后的劈裂強(qiáng)度比)(%)80以上8855如表5所示,可以看到,考慮到指示瀝青/石料混合料的抗水損性能的動(dòng)水沖刷試驗(yàn)后石料的裹附率和浸水后的劈裂強(qiáng)度比,應(yīng)用本發(fā)明的添加劑的實(shí)施例7具有顯著優(yōu)異的結(jié)果。該結(jié)果可意味著在使用本發(fā)明添加劑的情況下,瀝青結(jié)合料組合物除了用于制備瀝青混合料和用于降低混合和壓實(shí)瀝青/石料混合料時(shí)的溫度外,還可以用于減少在道路上出現(xiàn)的坑槽。[實(shí)施例8]基于100重量份在25℃下針入度為73dmm的石油基瀝青結(jié)合料,通過添加0.5重量份的表2的添加劑2,并在150℃下以400rpm的速率攪拌該混合料5分鐘來制備瀝青結(jié)合料組合物。通過將3.5wt%的所制備的瀝青結(jié)合料組合物、30wt%的回收舊瀝青混合料與66.5wt%的花崗片麻巖石料(1-20)與石灰石填料的混合料在160℃下彼此混合2分鐘,并在140℃下將該混合料壓實(shí)來制備試樣。作為滿足由韓國土地部門、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸部確定的瀝青混凝土廢石料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的回收舊瀝青混合料,使用其中剩余瀝青結(jié)合料含量為4wt%且在25℃下針入度為28dmm的回收舊瀝青混合料。作為花崗片麻巖石料,使用滿足ksf2357的石料標(biāo)準(zhǔn)的花崗片麻巖石料;作為石灰石填料,使用滿足ksf3501的填料標(biāo)準(zhǔn)的石灰石填料。這里,1-20是由韓國技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)局(koreanagencyfortechnologyandstandards)建議的標(biāo)準(zhǔn),其是具有20mm最大公稱粒徑的粗級配混合料。測量試樣的物理性能,并示于下表6中。[比較例6]除了在實(shí)施例8中不使用添加劑之外,比較例6通過與實(shí)施例8相同的方法進(jìn)行。也就是說,通過將3.5wt%的在25℃下針入度為73dmm的石油基瀝青結(jié)合料、30wt%的回收舊瀝青混合料與66.5wt%的花崗片麻巖石料(1-20)與石灰石填料的混合料在160℃下彼此混合2分鐘,并在140℃下壓實(shí)該混合料來制備試樣。測量試樣的物理性能,并示于下表6中。[表6]如表6所示,可以看到,考慮到直到試樣損壞時(shí)重復(fù)載荷的數(shù)目,即瀝青/石料混合料的抗疲勞性能,應(yīng)用本發(fā)明添加劑的實(shí)施例8具有優(yōu)異的結(jié)果,也就是說,應(yīng)用本發(fā)明添加劑的實(shí)施例8的結(jié)果是不應(yīng)用添加劑的比較例6的結(jié)果的2.4倍以上。該結(jié)果意味著在將本發(fā)明的添加劑與回收舊瀝青混合料一起使用的情況下,可以防止作為在應(yīng)用回收舊瀝青混合料時(shí)的最大問題的路面早期裂紋,從而增加道路的壽命。[實(shí)施例9至實(shí)施例17]除了在制備瀝青結(jié)合料組合物時(shí)將表2的添加劑1的含量改為0.05重量份至5重量份,實(shí)施例9-17通過與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。測量試樣的物理性能,并示于下表7中。[表7]如表7所示,可以看到,隨著本發(fā)明添加劑含量的增加,瀝青結(jié)合料與石料的混合性增加,并且瀝青/石料混合料的壓實(shí)性降低。此外,可以看到,抗水損性能提高,抗車轍性能逐漸增加,然后又降低??梢钥吹?,由于在實(shí)施例9和實(shí)施例10中僅使用少量的添加劑,實(shí)施例9和實(shí)施例10不能滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);然而,與不使用添加劑的比較例1相比,實(shí)施例9和實(shí)施例10的物理性能得到顯著提高。本發(fā)明的瀝青結(jié)合料組合物可以通過提高石料與瀝青結(jié)合料的混合性和瀝青混合料的壓實(shí)性、抗水損性能、抗車轍性能、抗疲勞性能等來改善瀝青/石料混合料的生產(chǎn)率、和易性以及性能。此外,在提供包含本發(fā)明瀝青添加劑的瀝青結(jié)合料組合物的情況下,可以建造由于浸水或凍融之后的高抗拉強(qiáng)度(tensilestrength)而具有高抗水損性能,并且由于動(dòng)穩(wěn)定度高而具有優(yōu)異的抗車轍性能的瀝青路面。當(dāng)前第1頁12
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