БИТУМНОЕ ВЯЖУЩЕЕ ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО АСФАЛЬТА ИЛИ МАТЕРИАЛОВ ПОКРЫТИЙ
BITUMEN BINDING SUBSTANCE FOR OBTAINING LOW-TEMPERATURE ASPHALT OR COATING MATERIALS

Область техники
Настоящее изобретение относится к битумному вяжущему веществу, содержащему добавки, содержащему битум и по меньшей мере две добавки, позволяющие снизить температуры изготовления, обработки и трамбовочные температуры смесей и снизить температуры изготовления и температуры обработки асфальтов. Первая добавка представляет собой производное талового масла, одно или в смеси, а вторая добавка представляет собой сложный моноэфир смеси жирных кислот. Изобретение также относится к смесям (смесям битумных покрытий или битумным смесям) и асфальтам, полученным из указанного битумного вяжущего вещества, в которое добавлены производное талового масла и сложный моноэфир жирной кислоты.
Изобретение также относится к низкотемпературным способам получения смесей и асфальтов, полученных из указанного битумного вяжущего вещества, в которое добавлены производное талового масла и сложный моноэфир жирной кислоты.
Наконец, изобретение относится к применению производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты в битумном вяжущем веществе и к применению этого битумного вяжущего вещества, в которое добавлены производное талового масла и сложный моноэфир жирной кислоты, для получения смесей и асфальтов при более низких температурах.
Изобретение также относится к применению этих смесей или асфальтов для изготовления материалов поверхностных покрытий для дорог, проезжих частей, тротуаров, дорожных систем, городского строительства, полов, гидроизоляции зданий или строительных работ, в частности, в областях дорожного строительства для изготовления нижних слоев основания дорожного покрытия, слоев основания дорожного покрытия, фундаментов, верхних защитных слоев дорожного покрытия, таких как подстилающие слои дорожного покрытия и/или слои износа дорожного покрытия.
Предшествующий уровень техники
Под асфальтом понимают смесь битумного вяжущего вещества с минеральными наполнителями. Минеральные наполнители состоят из мелких наполнителей (частиц с размерами менее 0,063 мм), песка (частиц с размерами, составляющими от 0,063 мм до 2 мм) и необязательно мелкого щебня (частиц с размерами более 2 мм, предпочтительно составляющими от 2 мм до 4 мм).
Под битумной смесью понимают смесь битумного вяжущего вещества с заполнителями и возможно минеральными наполнителями. Заполнители представляют собой минеральные и/или синтетические заполнители, в частности, утилизованную стружку, с размерами более 2 мм, предпочтительно составляющими от 2 мм до 14 мм.
Асфальты, в основном, используют для строительства и покрытия тротуаров, тогда как смеси используют для строительства дорог. В отличие от смесей, асфальты не трамбуют катком, когда их укладывают.
Получение горячих смесей или асфальтов включает несколько стадий. Первая стадия состоит в смешивании битумного вяжущего вещества с заполнителями (в случае смесей) или с наполнителями (в случае асфальтов) при так называемой температуре изготовления или температуре покрывания. Затем смесь битумного вяжущего вещества/заполнителей или смесь битумного вяжущего вещества/наполнителей распределяют (в случае смесей) или заливают (в случае асфальтов) при так называемой температуре обработки. В случае битумных смесей за этим следует стадия трамбовки при так называемой трамбовочной температуре. После трамбовки битумной смеси или заливки асфальта битумную смесь или асфальт охлаждают до температуры окружающей среды.
Различные температуры, используемые при получении смесей и общепринятых асфальтов, очень высоки. Так, в случае битумной смеси, температуры изготовления (или температуры покрывания) и температуры обработки составляют от 160°С до 180°С, а трамбовочная температура составляет от 120°С до 150°С. В случае асфальтов эти температуры еще выше, Температуры изготовления (или покрывания) и температуры обработки составляют от 200°С до 250°С.
Эти относительно высокие температуры приводят к высоким затратам энергии, испусканию парниковых газов и летучих органических соединений и затрудняют условия работы вследствие излучения и испускания газов.
Поэтому желательно снизить температуры изготовления, обработки и трамбовочные температуры в случае битумных смесей и температуры изготовления и температуры обработки в случае асфальтов. Решения для снижения указанных температур уже предложены.
Так, в заявке на патент FR 2721936 описано добавление в термоплавкое органическое вяжущее вещество углеводородных восков, таких как полиметиленовые воски, полиэтиленовые воски, полипропиленовые воски или сополимеры этилена и пропилена. Применение этих углеводородных восков в вяжущем веществе дает возможность снизить температуры изготовления и температуры обработки заливаемых асфальтов. Добавки, используемые в этой заявке, представляют собой добавки ископаемого происхождения и, следовательно, не являются возобновляемыми, и их используют только для асфальтов.
В заявке на патент FR 2855523 предложено добавление в термоплавкое органическое вяжущее вещество углеводородного воска, температура плавления которого выше 85°С, и второй добавки, состоящей из воска, представляющего собой сложный эфир жирной кислоты, где этот воск имеет синтетическое, растительное или ископаемое растительное происхождение и имеет температуру плавления ниже 85°С. Применение этих двух добавок позволяет получать залитые асфальты при температурах, составляющих от 150°С до 170°С. Используемый углеводородный воск является добавкой ископаемого происхождения и, следовательно, является не возобновляемым. Эту комбинацию добавок используют только для асфальтов.
В заявке на патент FR 2883882 предложено введение в битум одной или более чем одной химической добавки, включающей (поли)оксиэтилированную и/или (поли)оксипропилированную группу, с целью снижения температуры изготовления смесей заполнителей/битума на 20°С-40°С, температуры смеси заполнителей/битума во время распределения на 10°С-40°С и температуры смеси заполнителей/битума в сердцевине во время трамбовки на 5 - вплоть до 50°С.
В заявке на патент FR 2878856 описана битумная смесь, содержащая заполнители и вяжущее вещество, содержащее углеводородный воск, температура плавления которого выше 85°С, и воск, представляющий собой сложный эфир жирной кислоты, где этот воск имеет синтетическое, растительное или ископаемое растительное происхождение и имеет температуру плавления ниже 85°С. Применение этих двух добавок дает возможность получить битумные смеси при температурах, составляющих от 80°С до 130°С. Используемый углеводородный воск является добавкой ископаемого происхождения и, следовательно, является не возобновляемым.
В заявке на патент FR 2901279 описано вяжущее вещество, содержащее две добавки. Первая добавка представляет собой макромолекулярное соединение, выбранное из натуральных смол растительного происхождения или углеводородных восков. Вторая добавка представляет собой производное жирной кислоты, выбранное из группы, состоящей из сложных диэфиров жирных кислот и простых эфиров жирных кислот. Температуры изготовления асфальтов составляют от 140°С до 170°С. Эффект этих добавок продемонстрирован только для получения асфальтов.
Сущность изобретения
С этой точки зрения авторы изобретения намеревались снизить температуру изготовления, обработки и трамбовочную температуру смесей и температуру изготовления и температуру обработки асфальтов.
Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что добавление по меньшей мере двух соединений растительного и/или животного происхождения в битумное вяжущее вещество позволяет существенно снизить температуру изготовления, обработки и трамбовочную температуры 25 смесей и асфальтов, приготовленных из указанного битумного вяжущего вещества, содержащего добавки. Первая добавка представляет собой производное талового масла, одно или в смеси, и вторая добавка представляет собой сложный моноэфир смеси жирных кислот.
Таким образом, основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, дающее возможность приготовления смесей и литых асфальтов при более низких температурах, чтобы снизить потребление энергии, снизить испускание газообразных продуктов сгорания и снизить выбросы дыма.
В случае смесей цель состоит в приготовлении так называемых "теплых" смесей и в достижении температуры покрывания от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С, температуры обработки от 80°С до 130°С, предпочтительно от 90°С до 120°С, более предпочтительно от 100°С до 110°С, и/или трамбовочной температуры от 70°С до 120°С, предпочтительно от 80°С до 110°С, более предпочтительно от 90°С до 100°С.
В случае асфальтов цель состоит в достижении температуры покрывания от 140°С до 180°С и/или температуры обработки от 120°С до 160°С.
Другая цель настоящего изобретения состоит в предложении битумного вяжущего вещества, содержащего добавки, дающие возможность приготовления смесей и литых асфальтов при более низких температурах, содержащего комбинацию добавок, свободных от невозобновляемых углеродных соединений ископаемого происхождения, то есть в обеспечении битумного вяжущего вещества, в которое добавлены только возобновляемые, доступные и недорогостоящие сырьевые материалы.
Другая цель настоящего изобретения состоит в обеспечении битумного вяжущего вещества, содержащего добавки, дающие возможность приготовления смесей и литых асфальтов при более низких температурах, которое является экономичным, поскольку в нем используют низкое содержание добавок.
Другая цель настоящего изобретения состоит в обеспечении битумного вяжущего вещества, содержащего добавки, дающие возможность приготовления смесей и литых асфальтов при более низких температурах, где эти смеси или асфальты обладают механическими свойствами, эквивалентными или улучшенными относительно общепринятых смесей и асфальтов, которые получают стандартным способом при более высоких температурах.
В частности, одна из целей настоящего изобретения состоит в обеспечении теплой смеси, полученной при более низких температурах, обладающей хорошим сопротивлением отслаиванию.
В частности, одна из целей настоящего изобретения состоит в предложении теплой смеси, полученной при более низких температурах, обладающей хорошим сопротивлением колееобразованию.
В частности, одна из целей настоящего изобретения состоит в предложении теплой смеси, полученной при более низких температурах, обладающей хорошим модулем жесткости.
В частности, одна из целей настоящего изобретения состоит в обеспечении теплой смеси, полученной при более низких температурах, обладающей требуемыми значениями твердости в испытании вдавливанием и усадки.
Краткое описание изобретение
Изобретение относится к битумному вяжущему веществу, содержащему по меньшей мере один битум, по меньшей мере одну добавку производного талового масла, одного или в смеси, и по меньшей мере один сложный моноэфир жирной кислоты.
Битумное вяжущее вещество содержит от 0,1 до 5 масс.% производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты от массы битумного вяжущего вещества, а именно от 0,1 до 4% и/или от 0,1 до 3% и/или от 0,1 до 2%.
Предпочтительно в соответствии с одним воплощением битумное вяжущее вещество содержит от 0,5 до 5 масс.% производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты от массы битумного вяжущего вещества, предпочтительно от 1 до 5 масс.%.
Предпочтительно в соответствии с другим воплощением битумное вяжущее вещество содержит от 0,1 до 1,5 масс.% производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты от массы битумного вяжущего вещества, предпочтительно от 0,5 до 1 масс.%.
Предпочтительно производное талового масла выбрано из сырых таловых масел, дистиллированных таловых масел, жирных кислот талового масла, смоляных кислот талового масла и талового пека, отдельно или в смеси.
Предпочтительно сложный моноэфир жирной кислоты представляет сложный алкиловый моноэфир, выбранный из метиловых, этиловых, пропиловых и бутиловых сложных моноэфиров, отдельно или в смеси.
Предпочтительно жирная кислота сложного моноэфира жирной кислоты представляет собой жирную кислоту, содержащую от 6 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 14 до 22 атомов углерода, более предпочтительно от 16 до 20 атомов углерода, и преимущественно содержащую 18 атомов углерода.
Предпочтительно битумное вяжущее вещество также содержит полимер.
Предпочтительно битумное вяжущее вещество также содержит сшивающий агент.
В первом воплощении массовое соотношение производного талового масла к сложному моноэфиру жирной кислоты составляет от 5:95 до 45:55, предпочтительно от 10:90 до 40:60, более предпочтительно от 20:80 до 30:70.
Во втором воплощении массовое соотношение производного талового масла к сложному моноэфиру жирной кислоты равно 50:50.
В третьем воплощении массовое отношение производного талового масла к сложному моноэфиру жирной кислоты составляет от 55:45 до 95:5, предпочтительно от 60:40 до 90:10, более предпочтительно от 70:30 до 80:20.
Изобретение также относится к способу получения битумного вяжущего вещества, как определено выше, при котором температура смешивания битума, производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты составляет от 100°С до 170°С, предпочтительно от 110°С до 150°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С.
Изобретение также относится к битумной смеси, содержащей битумное вяжущее вещество, как определено выше, и заполнители, возможно включающие мелкие наполнители, песок и стружку.
Изобретение также относится к асфальту, содержащему битумное вяжущее вещество, как определено выше, и наполнители, такие как мелкие наполнители, песок и стружка.
Изобретение также относится к способу получения битумной смеси, как определено выше, включающему смешивание битумного вяжущего вещества, как определено выше, с заполнителями, при котором температура покрывания составляет от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С.
Предпочтительно и битумное вяжущее вещество, и заполнители находятся при температуре, составляющей от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С в процессе покрывания.
Предпочтительно температура обработки во время распределения смеси битумного вяжущего вещества/заполнителей составляет от 80°С до 130°С, предпочтительно от 90°С до 120°С, более предпочтительно от 100°С до 110°С.
Предпочтительно трамбовочная температура распределяемой смеси составляет от 70°С до 120°С, предпочтительно от 80°С до 110°С, более предпочтительно от 90°С до 100°С.
Изобретение также относится к способу получения асфальта, как определено выше, включающему смешивание битумного вяжущего вещества, как определено выше, с наполнителями, при котором температура изготовления составляет от 140°С до 180°С, предпочтительно от 150°С до 170°С.
Предпочтительно и битумное вяжущее вещество, и наполнители находятся при температуре, составляющей от 140°С до 180°С, предпочтительно от 150°С до 170°С, в процессе их смешивания.
Предпочтительно температура обработки во время заливки смеси битумного вяжущего вещества/наполнителей составляет от 120°С до 160°С, предпочтительно от 130°С до 150°С.
Изобретение также относится к применению производного талового масла, одного или в смеси, и сложного моноэфира жирной кислоты в битумном вяжущем веществе для снижения температуры изготовления, обработки и/или трамбовочной температуры битумной смеси или для снижения температуры изготовления и/или температуры обработки асфальта.
Изобретение также относится к применению битумного вяжущего вещества, как определено выше, для снижения температуры изготовления, обработки и/или трамбовочной температуры битумной смеси или для снижения температуры изготовления и/или температуры обработки асфальта.
Наконец, изобретение относится к применению смеси, как определено выше, или асфальта, как определено выше, для получения материалов покрытия для дорог, проезжих частей, тротуаров, дорожных систем, городского строительства, полов, гидроизоляции зданий или строительных работ, в частности, в областях дорожного строительства для изготовления нижних слоев основания дорожного покрытия, слоев основания дорожного покрытия, фундаментов, верхних защитных слоев дорожного покрытия, таких как подстилающие слои дорожного покрытия и/или слои износа дорожного покрытия.
Подробное описание изобретения
Вяжущее вещество, содержащее добавки, в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере одно производное талового масла, одно или в смеси.
Таловое масло является побочным продуктом бумажной промышленности, в частности, побочным продуктом изготовления бумажной массы способом Крафта или сульфатным способом. Таловое масло представляет собой сложную смесь, содержащую три основных семейства соединений: смоляные кислоты, жирные кислоты и неомыляемые нейтральные продукты. В целом таловое масло (или необработанное таловое масло) содержит от 40 до 60 масс.% смоляных кислот, от 30 до 50 масс.% жирных кислот и от 5 до 10 масс.% неомыляемых нейтральных продуктов. Необработанное таловое масло можно очистить путем фракционной перегонки в вакууме, и она приводит к различным дистилляционным фракциям, более или менее обогащенным жирными кислотами, смоляными кислотами и неомыляемыми нейтральными продуктами. Основными дистилляционными фракциями являются, например, фракция, обогащенная жирными кислотами, называемая жирной кислотой талового масла (или ЖКТМ), фракция, обогащенная смоляными кислотами, называемая смолой талового масла (или таловой канифолью или ТК), и фракция (или остаток), остающаяся на дне ректификационной колонны, содержащая одновременно жирные кислоты, смоляные кислоты и неомыляемые нейтральные соединения, называемые таловым пеком (или ТП).
Под производным талового масла в пределах изобретения подразумевают необработанное таловое масло или одну из фракций, полученных путем перегонки необработанного талового масла, отдельно или в смеси. Необработанное таловое масло и различные фракции, полученные путем перегонки необработанного талового масла, могут претерпевать химические модификации, такие как гидрогенизации, окисления, дисмутации, полимеризации, эстерификации, омыления и/или реакции с малеиновым ангидридом.
В частности, производное талового масла в соответствии с изобретением выбрано из сырых таловых масел, дистиллированных таловых масел, жирных кислот талового масла, смоляных кислот талового масла, талового пека, отдельно или в смеси.
Более предпочтительно производное талового масла в соответствии с изобретением выбрано из талового пека, отдельно или в смеси. Таловый пек предпочтителен, поскольку он является доступным, не дорогостоящим, и доказано, что он особенно эффективен при снижении температур, вовлеченных в получение смесей и асфальтов в соответствии с изобретением. Кроме того, таловый пек совместим со второй добавкой, которая представляет собой сложный моноэфир жирной кислоты, и полностью растворим в указанном сложном моноэфире жирной кислоты.
Предпочтительно производное талового масла в соответствии с изобретением содержит от 10 до 60 масс.% свободных кислот от массы производного талового масла, предпочтительно от 20 до 50%, более предпочтительно от 30 до 40%. Среди этих свободных кислот производное талового масла в соответствии с изобретением содержит от 0,5 до 10 масс.% свободных жирных кислот относительно массы производного талового масла, предпочтительно от 1 до 5 масс.%, более предпочтительно от 2 до 4 масс.%. Среди этих свободных кислот производное талового масла в соответствии с изобретением содержит от 0,5 до 20 масс.% свободных смоляных кислот относительно массы производного талового масла, предпочтительно от 1 до 15 масс.%, более предпочтительно от 5 до 10 масс.%. Остальная часть жирных кислот представляет собой сложные молекулы с высокой молекулярной массой.
Предпочтительно производное талового масла в соответствии с изобретением содержит от 10 до 50 масс.% кислот в эстерифицированной форме относительно массы производного талового масла, предпочтительно от 20 до 40 масс.%, более предпочтительно от 25 до 35 масс.%. Среди этих кислот в эстерифицированной форме производное талового масла в соответствии с изобретением содержит от 1 до 30 масс.% жирных кислот в эстерифицированной форме относительно массы производного талового масла, предпочтительно от 2 до 20 масс.%, более предпочтительно от 5 до 10 масс.%. Среди этих кислот в эстерифицированной форме производное талового масла в соответствии с изобретением содержит от 0,1 до 10 масс.% смоляных кислот в эстерифицированной форме относительно массы производного талового масла, предпочтительно от 1 до 5 масс.%, более предпочтительно от 2 до 4 масс.%. Остальная часть кислот в эстерифицированной форме представляет собой сложные молекулы с высокой молекулярной массой.
Предпочтительно производное талового масла в соответствии с изобретением содержит от 10 до 60 масс.% неомыляемых нейтральных соединений относительно массы производного талового масла, предпочтительно от 20 до 50 масс.%, более предпочтительно от 30 до 40 масс.%.
Предпочтительно жирные кислоты производного талового масла в соответствии с изобретением выбраны из пальмитиновых кислот, стеариновых кислот, олеиновых кислот, линолевых кислот, линоленовых кислот, отдельно или в смеси. Предпочтительно жирные кислоты выбраны из олеиновых кислот и линолевых кислот, отдельно или в смеси.
Предпочтительно смоляные кислоты производного талового масла в соответствии с изобретением выбраны из абиетиновых кислот, дегидроабиетиновых кислот, палюстровых кислот, изопимаровых кислот, пимаровых кислот, неоабиетиновых кислот, отдельно или в смеси. Предпочтительно смоляные кислоты выбраны из абиетиновых кислот и дегидроабиетиновых кислот, отдельно или в смеси.
Предпочтительно неомыляемые нейтральные соединения производного талового масла в соответствии с изобретением включают производные терпена, выбранные, в частности, из дитерпенов и тритерпенов. Можно упомянуть производные дитерпеновых спиртов (или дитерпеновые спирты) и тритерпеновых спиртов (или тритерпеновые спирты), такие как пимаролы, изопимаролы, стерины, ситостерины, кампестерины, ситостанолы, бетулинолы, отдельно или в смеси. Неомыляемые нейтральные соединения производного талового масла в соответствии с изобретением также включают жирные спирты, содержащие от 8 до 30 атомов углерода, предпочтительно от 10 до 24, более предпочтительно от 16 до 22. Можно упомянуть, например, октанолы, нонанолы, деканолы, ундеканолы, тетрадеканолы, гексадеканолы, октадеканолы, докозанолы, поликозанолы, триаконтанолы, отдельно или в смеси.
Производное талового масла в соответствии с изобретением имеет показатель кислотности, составляющий от 20 до 200 мг КОН/г, предпочтительно от 25 до 190, более предпочтительно от 35 до 180, даже более предпочтительно от 55 до 160. Предпочтительно использовать производное талового масла, показатель кислотности которого является низким и составляет от 10 до 75 мг КОН/г, предпочтительно от 20 до 55 мг КОН/г, более предпочтительно от 25 до 35 мг КОН/г.
Производное талового масла в соответствии с изобретением имеет число омыления, составляющее от 80 до 200 мг КОН/г, предпочтительно от 100 до 190, более предпочтительно от 120 до 160. Предпочтительно использовать производное талового масла, число омыления которого является низким и составляет от 50 до 150 мг КОН/г, предпочтительно от 70 до 120 мг КОН/г, более предпочтительно от 80 до 110 мг КОН/г, даже более предпочтительно от 90 до 100 мг КОН/г.
Производное талового масла в соответствии с изобретением имеет температуру размягчения, составляющую от 10 до 120°С, предпочтительно от 20 до 100°С, более предпочтительно от 30 до 80°С. редпочтительно использовать производное талового масла, температура размягчения которого составляет от 5 до 80°С, предпочтительно от 10 до 60°С, более предпочтительно от 20 до 40°С.
Вяжущее вещество, содержащее добавки, в соответствии с изобретением также содержит по меньшей мере один сложный моноэфир жирной кислоты. Понятно, что этот сложный моноэфир представляет собой сложный моноэфир смеси нескольких жирных кислот, где каждая из этих жирных кислот моно-эстерифицирована.
Сложные эфиры жирных кислот получают путем эстерификации свободных жирных кислот или путем переэстерификации животных и/или растительных масел (или триглицеридов жирных кислот) спиртом. Во время эстерификации или переэстерификации могут оставаться небольшие количества жирных кислот в форме моноглицерида, диглицерида, триглицерида или жирных кислот в свободной форме.
Таким образом, даже, хотя подавляющее большинство сложных моноэфиров жирных кислот в соответствии с изобретением находится в форме сложного моноэфира, он включает пренебрежимо малые количества жирных кислот в форме моноглицерида, диглицерида, триглицерида или в свободной форме.
Сложный моноэфир жирной кислоты в соответствии с изобретением составляет более 80 масс.%, предпочтительно от 80 до 90 масс.%, более предпочтительно от 80 и 85 масс.% в форме моноэфира. Количества жирных кислот в форме моноглицерида, диглицерида, триглицерида или в свободной форме пренебрежимо малы и составляют не более 15 масс.% сложного моноэфира жирной кислоты в соответствии с изобретением, предпочтительно не более 10 масс.%, более предпочтительно не более 6 масс.%, даже более предпочтительно не более 4 масс.%.
В частности, сложный моноэфир жирной кислоты в соответствии с изобретением содержит не более 5 масс.% жирных кислот в форме моноглицерида, предпочтительно не более 1 масс.%. В частности, сложный моноэфир жирной кислоты в соответствии с изобретением содержит не более 5 масс.% жирных кислот в форме диглицерида, предпочтительно не более 2 масс.%. В частности, сложный моноэфир жирной кислоты в соответствии с изобретением содержит не более 5 масс.% жирных кислот в форме триглицерида, предпочтительно не более 1 масс.%. В частности, сложный моноэфир жирной кислоты в соответствии с изобретением содержит не более 6 масс.% жирных кислот в свободной форме, предпочтительно не более 3 масс.%.
Жирные кислоты сложного моноэфира жирной кислоты в соответствии с изобретением представляют собой жирные кислоты, содержащие от 6 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 14 до 22 атомов углерода, более предпочтительно от 16 до 20 атомов углерода, где большинство жирных кислот составляют жирные кислоты, содержащие 18 атомов углерода.
Предпочтительно массовое содержание жирных кислот, содержащих 16 атомов углерода, сложного моноэфира жирной кислоты в соответствии с изобретением относительно общего массового содержания жирных кислот составляет от 10 до 25%, предпочтительно от 15 до 20%. Предпочтительно жирные кислоты, содержащие 16 атомов углерода, выбраны из пальмитиновых кислот и пальмитоолеиновых кислот, в частности, пальмитиновых кислот.
Предпочтительно массовое содержание жирных кислот, содержащих 18 атомов углерода, сложного моноэфира жирной кислоты в соответствии с изобретением относительно общего массового содержания жирных кислот составляет от 50 до 85%, предпочтительно от 60 до 80%, более предпочтительно от 70 до 75%. Предпочтительно жирные кислоты, содержащие 18 атомов углерода, выбраны из стеариновых кислот, олеиновых кислот, линолевых кислот, линоленовых кислот, в частности, олеиновых кислот. Более предпочтительно массовое содержание насыщенных жирных кислот, содержащих 18 атомов углерода (С18:0), относительно суммарного количества масс/масс жирных кислот, составляет от 1 до 10%, предпочтительно от 2 до 5%. Насыщенные жирные кислоты, содержащие 18 атомов углерода, предпочтительно представляют собой стеариновые кислоты. Более предпочтительно массовое содержание жирных кислот, содержащих 18 атомов углерода и ненасыщенность (С18:1), относительно общего массового содержания жирных кислот, составляет от 35 до 70%, предпочтительно от 40 до 60%, более предпочтительно от 50 до 55%. Жирные кислоты, содержащие 18 атомов углерода и ненасыщенность, предпочтительно представляют собой олеиновые кислоты. Более предпочтительно массовое содержание жирных кислот, содержащих 18 атомов углерода и две ненасыщенности, относительно общего массового содержания жирных кислот, составляет от 5 до 45%, предпочтительно от 10 до 40%, более предпочтительно от 15 до 25%. Жирные кислоты, содержащие 18 атомов углерода и две ненасыщенности, предпочтительно представляют собой линолевые кислоты. Более предпочтительно массовое содержание жирной кислоты, содержащей 18 атомов углерода и три ненасыщенности, относительно общего массового содержания жирных кислот составляет от 0,1 до 5%, предпочтительно от 1 до 2%. Жирные кислоты, содержащие 18 атомов углерода и три ненасыщенности, предпочтительно представляют собой линоленовые кислоты.
1
4
Сложный моноэфир жирной кислоты в соответствии с изобретением представляет собой C-Cалкиловый сложный моноэфир, такой как сложный метиловый моноэфир, сложный этиловый моноэфир, сложный н-пропиловый моноэфир, сложный изопропиловый моноэфир, сложный н-бутиловый моноэфир, сложный emop-бутиловый моноэфир, сложный трет-бутиловый моноэфир. Предпочтительно сложный моноэфир представляет собой сложный метиловый моноэфир.
Показатель кислотности сложного моноэфира жирной кислоты составляет от 2 до 50 мг КОН/г, предпочтительно от 5 до 10.
Йодное число сложного моноэфира жирной кислоты составляет от 40 до 120 мг КОН/г, предпочтительно от 50 до 100, более предпочтительно от 70 до 90.
Битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, в соответствии с изобретением содержит от 0,1 до 5 масс.% производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты относительно массы битумного вяжущего вещества, предпочтительно от 0,5 до 5 масс.%, более предпочтительно от 1 до 5 масс.%. Предпочтительно использовать самое низкое возможное количество этих двух добавок по экономическим, но также и по техническим причинам. Действительно, если эти две добавки находятся в значительных количествах в битумном вяжущем веществе, свойства этого битумного вяжущего вещества, такие как проницаемость, температура по методу кольца и шара, вязкость, клеящая способность, комплексный модуль, и свойства битумной смеси, полученной из указанного битумного вяжущего вещества, такие как сопротивление по Дюрье, сопротивление колееобразованию и модуль, могут подвергаться значительному влиянию и становятся слишком далеки от свойств вяжущего вещества без добавок и смеси, полученной из указанного вяжущего вещества без добавок. Так, например, слишком большое количество сложного моноэфира жирной кислоты может сделать вяжущее вещество слишком текучим, что нежелательно. Предпочтительно битумное вяжущее вещество, содержащее добавки в соответствии с изобретением, содержит от 0,1 до 1,5 масс.% производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты относительно массы битумного вяжущего вещества, предпочтительно от 0,5 до 1%.
Комбинация производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты существенна для изобретения и позволяет приготовить битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, дающее возможность снизить температуры изготовления, обработки и трамбовочные температуры в процессе получения смесей и асфальтов при очень низком содержании битумного вяжущего вещества. Эта комбинация обладает высокой поверхностно-активной способностью и обеспечивает очень хорошую клеящую способность и смачиваемость битумного вяжущего вещества в отношении заполнителей, и указанное битумное вяжущее вещество очень легко обрабатывать даже при более низких температурах, чем обычно используют.
Количество производного талового масла в битумном вяжущем веществе и количество сложного моноэфира жирной кислоты в битумном вяжущем веществе вычисляют в зависимости от суммарного количества этих двух добавок в битумном вяжущем веществе, приведенного выше, и от массовых соотношений количеств производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты. Эти различные воплощения рассматривают в отношении массовых соотношений количества производного талового масла к количеству сложного моноэфира жирной кислоты.
В первом воплощении битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, в соответствии с изобретением содержит несколько больше производного талового масла, чем сложного моноэфира жирной кислоты. В этом первом воплощении массовое соотношение количеств производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты составляет от 55:45 до 95:5, предпочтительно от 60:40 до 90:10, более предпочтительно от 70:30 до 80:20.
Во втором воплощении битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, в соответствии с изобретением содержит одинаковое количество производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты. В этом втором воплощении массовое соотношение количеств производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты равно 50:50.
В третьем воплощении битумное вяжущее вещество, содержащее добавки в соответствии с изобретением содержит несколько меньше производного талового масла, чем сложного моноэфира жирной кислоты. В этом третьем воплощении массовое соотношение количеств производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты составляет от 5:95 до 45:55, предпочтительно от 10:90 до 40:60, более предпочтительно от 20:80 до 30:70.
Битумное вяжущее вещество в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере один битум.
Битум находится отдельно или в смеси. Прежде всего, можно упомянуть битумы натурального происхождения, которые содержатся в отложениях натурального битума, натурального асфальта или битумных песков. Битумы в соответствии с изобретением также представляют собой битумы, получаемые при очистке сырой нефти. Битумы имеют происхождение из атмосферной и/или вакуумной перегонки нефти. Эти битумы возможно могут быть окисленными продувкой воздухом, полученными путем висбрекинга и/или деасфальтированными. Различные битумы, полученные способами очистки, можно комбинировать друг с другом для получения наилучшего технического согласования. Битум также может представлять собой повторно используемый битум. Битумы могут представлять собой битумы твердых или мягких сортов. Битумы в соответствии с изобретением обладают проницаемостью, измеренной при 25°С в соответствии со стандартом EN 1426, составляющей от 5 до 200 1/10 мм, предпочтительно от 10 до 100 1/10 мм, более предпочтительно от 20 до 60 1/10 мм, даже более предпочтительно от 30 до 50 1/10 мм.
Битумное вяжущее вещество в соответствии с изобретением может также содержать по меньшей мере один полимер. Используемыми полимерами являются эластомеры или пластомеры. Можно, например, упомянуть в качестве не ограничивающего указания термопластичные эластомеры, такие как статистические сополимеры или блок-сополимеры стирола и бутадиена, линейные или имеющие звездообразную структуру (SBR, SBS), или сополимеры стирола и изопрена (SIS), сополимеры этилена и винилацетата, сополимеры этилена и метилакрилата, сополимеры этилена и бутилакрилата, сополимеры этилена и малеинового ангидрида, сополимеры этилена и глицидилметакрилата, сополимеры этилена и глицидилакрилата, сополимеры этилена и пропена, терполимеры этилена/пропена/диена (EPDM), терполимеры акрилонитрила/бутадиена/стирола (ABS), терполимеры этилена/акрилата или алкилметакрилата/акрилата или глицидилметакрилата и, в частности, терполимер этилена/метилакрилата/глицидилметакрилата, и терполимеры этилена/акрилата или алкилметакрилата/малеинового ангидрида и, в частности, терполимер этилена/бутилакрилата/малеинового ангидрида, олефиновые гомополимеры и сополимеры этилена (или пропилена, или бутилена), полиизобутилены, полибутадиены, полиизопрены, поли(винилхлорид), вторично измельченный каучук, бутилкаучуки, полиакрилаты, полиметакрилаты, полихлоропрены, полинорборнены, полибутены, полиизобутены, полиэтилены, или также любой полимер, используемый для модификации битумов, а также их смеси. Предпочтительными полимерами являются сополимеры стирола и бутадиена.
Сополимер стирола и бутадиена предпочтительно имеет содержание стирола от 5% до 50 масс.% относительно массы сополимера, предпочтительно от 20 масс.% до 40 масс.%.
Сополимер стирола и бутадиена предпочтительно имеет содержание бутадиена от 50 масс.% до 95 масс.% относительно массы сополимера, предпочтительно от 60 масс.% до 80 масс.%.
Среди бутадиеновых мономеров различают мономеры с 1-4 двойными связями, исходящими от бутадиена, и мономеры с 1-2 двойными связями, исходящими от бутадиена. Под мономером с 1-4 двойными связями, исходящими от бутадиена, понимают мономеры, полученные посредством 1,4-присоединения в процессе полимеризации бутадиена. Под мономером с 1-2 двойными связями, исходящими от бутадиена, понимают мономеры, полученные посредством 1,2-присоединения в процессе полимеризации бутадиена. Результатом этого 1,2-присоединения является виниловая двойная связь, указанная как "висящая связь". Содержание мономера с 1-2 двойными связями, происходящими от бутадиена, в сополимере стирола и бутадиена составляет от 5 масс.% до 50 масс.% относительно общей массы бутадиеновых мономеров, предпочтительно от 10 масс.% до 40 масс.%, более предпочтительно от 15 масс.% до 30 масс.%, и более предпочтительно от 18 масс.% до 23 масс.%.
Сополимер стирола и бутадиена имеет среднюю молекулярную массу Mw от 4000 до 500000 Дальтон, предпочтительно от 10000 до 200000, более предпочтительно от 50000 до 150000, и более предпочтительно от 80000 до 130000, и даже более предпочтительно от 100000 до 120000, где молекулярную массу измеряют с помощью ГПХ (гель-проникающей) хроматографии с полистироловым стандартом в соответствии со стандартом ASTM D3536 (заменен стандартом ASTM D5296-05).
Сополимер стирола и бутадиена может быть линейным или иметь звездообразную структуру, с двойным блоком, тройным блоком или многоплечим. Сополимер стирола и бутадиена может также содержать статистическое шарнирное соединение. Возможна также смесь сополимеров стирола и бутадиена.
Как правило, используют количество полимера от 1 до 20 масс.% относительно массы битумного вяжущего вещества, предпочтительно от 5 до 10 масс.%.
Этот полимер может быть возможно сшитым. Сшивающие агенты, которые можно использовать, значительно варьируют по природе и выбраны в зависимости от типа(ов) полимера(ов), содержащегося в битумном вяжущем веществе в соответствии с изобретением. Предпочтительно сшивающий агент выбран из серы, отдельно или в смеси, с ускорителями вулканизации. Эти ускорители вулканизации представляют собой либо углеводородные полисульфиды, либо ускорители вулканизации, являющиеся донорами серы, либо ускорители вулканизации, не являющиеся донорами серы. Углеводородные полисульфиды могут быть выбраны из тех, которые определены в патенте FR 2528439. Ускорители вулканизации, являющиеся донорами серы, могут быть выбраны из полисульфидов тиурама, таких как, например, дисульфиды тетрабутилтиурама, дисульфиды тетраэтилтиурама и дисульфиды тетраметилтиурама. Ускорители вулканизации, не являющиеся донорами серы, которые можно использовать в соответствии с изобретением, могут представлять собой серосодержащие соединения, выбранные, в частности, из меркаптобензотиазола и его производных, дитиокарбаматов и их производных и моносульфидов тиурама и их производных. Можно упомянуть, например, цинк-2-меркаптобензотиазол, цинка дибутилдитиокарбамат и моносульфид тетраметилтиурама. Для более подробного описания ускорителей вулканизации, являющихся донорами серы и не являющихся донорами серы, которые можно использовать в соответствии с изобретением, можно сделать ссылку на патенты ЕР 0360656, ЕР 0409683 и FR 2528439. Как правило, используют количество сшивающего агента от 0,1 до 2 масс.% относительно массы битумного вяжущего вещества.
В битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, в соответствии с изобретением возможно также добавлять клеящие добавки и/или поверхностно-активные вещества. Они выбраны из производных алкиламина, производных алкилполиамина, производных алкиламидополиамина, и производных солей четвертичного аммония, отдельно или в смеси. Чаще всего используемыми являются пропилендиамины твердого жира, амидоамины твердого жира и соли четвертичного аммония твердого жира, полученные путем кватернизации пропилендиаминов твердого жира и пропиленполиаминов твердого жира. Количество клеящих добавок и/или поверхностно-активных веществ в битумном вяжущем веществе, содержащем добавки, в соответствии с изобретением составляет от 0,2 масс.% до 2 масс.%, предпочтительно от 0,5 масс.% до 1 масс.%.
Объектом изобретения также является способ получения битумного вяжущего вещества, содержащего добавки, при котором температура смешивания битума, производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты составляет от 100°С до 170°С, предпочтительно от 110°С до 150°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С.
Объектом изобретения также является способ получения так называемых теплых битумных смесей, в которых битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, в соответствии с изобретением смешивают с заполнителями.
Этот способ характеризуется тем фактом, что смешивание или покрывание заполнителей битумным вяжущим веществом происходит при особенно низкой температуре, где температура покрывания или температура изготовления смеси составляет от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С.
Во время покрывания заполнители и битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, либо оба находятся при одинаковой температуре от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С, либо битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, находится при температуре примерно 160°С, а заполнители находятся при температуре от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С. В связи со значительным количеством заполнителей относительно битумного вяжущего вещества, содержащего добавки (почти 95 масс.% заполнителей относительно 5 масс.% битумного вяжущего вещества, содержащего добавки), именно температура заполнителей определяет общую температуру покрывания, которая, следовательно, составляет от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С. Предпочтительно использовать заполнители при температуре от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С, а битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, при такой же температуре от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С. С учетом того, что добавление в битумное вяжущее вещество производного талового масла и сложного моноэфира жирной кислоты не влияет на вязкость битумного вяжущего вещества и не снижает последнюю, когда вязкость битумного вяжущего вещества слишком велика, чтобы позволить перекачивание битумного вяжущего вещества, предпочтительно использовать битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, примерно при 160°С, а заполнители при температуре от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С, и тогда общая температура покрывания будет все же составлять от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С. В этом случае битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, предпочтительно находится при температуре, составляющей от 120°С до 180°С, предпочтительно от 140°С до 160°С, а заполнители при температуре от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С, где общая температура покрывания будет все же составлять от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С.
Хотя температура покрывания является более низкой при способе в соответствии с изобретением, это покрытие имеет хорошее качество, и время покрывания не увеличено относительно общепринятого способа при более высокой температуре. Таким образом, время покрывания способа в соответствии с изобретением составляет от 2 секунд до 120 секунд, предпочтительно от 5 секунд до 60 секунд, более предпочтительно от 10 секунд до 40 секунд.
Как только заполнители покрыты, смесь битумного вяжущего вещества, содержащего добавки/заполнителей распределяют. Температура обработки в процессе распределения смеси битумного вяжущего вещества/заполнителей составляет от 80°С до 130°С, предпочтительно от 90°С до 120°С, более предпочтительно от 100°С до 110°С. Затем всю смесь трамбуют, и трамбовочная температура распределенной смеси составляет от 70°С до 120°С, предпочтительно от 80°С до 110°С, более предпочтительно от 90°С до 100°С. Затем всю смесь охлаждают до температуры окружающей среды.
Другим объектом изобретения является способ получения литых асфальтов, при котором битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, в соответствии с изобретением смешивают с наполнителями. Этот способ характеризуется тем фактом, что смешивание наполнителей со связующим веществом происходит при особенно низкой температуре, где температура изготовления асфальта составляет от 140°С до 180°С, предпочтительно от 150°С до 170°С. Следует отметить, что в процессе получения и наполнители, и битумное вяжущее вещество, содержащее добавки, находятся при одинаковой температуре (от 140°С до 180°С, предпочтительно от 150°С до 170°С). Затем смесь битумного вяжущего вещества, содержащего добавки/наполнителей заливают. Температура обработки в процессе заливки смеси битумного вяжущего вещества/наполнителей составляет от 120°С до 160°С, предпочтительно от 130°С до 150°С. Затем всю смесь охлаждают до температуры окружающей среды.
Объектом изобретения также являются битумные смеси, содержащие битумное вяжущее вещество в соответствии с изобретением, заполнители и возможно наполнители. Битумная смесь содержит от 1 до 10 масс.% битумного вяжущего вещества, содержащего добавки, относительно суммарной массы смеси, предпочтительно от 4 до 8 масс.%.
Другим объектом изобретения являются литые асфальты, содержащие битумное вяжущее вещество в соответствии с изобретением и минеральные наполнители. Асфальт содержит от 1 до 20 масс.% битумного вяжущего вещества, содержащего добавки, относительно суммарной массы асфальта, предпочтительно от 5 до 10 масс.%.
Объектом изобретения также является применение в битуме по меньшей мере одной комбинации добавок, включающих по меньшей мере одно производное талового масла и по меньшей мере один сложный моноэфир жирной кислоты, для снижения температуры изготовления, обработки и/или трамбовочной температуры битумной смеси и температуры изготовления и/или температуры обработки литых асфальтов. Применение этой комбинации добавок позволяет снизить указанные температуры всех битумов (твердых битумов, средних битумов, мягких битумов) независимо от их проницаемости. Таким образом, эта комбинация добавок пригодна для битумов с проницаемостью, составляющей от 35 до 50 1/10 мм, и для битумов с проницаемостью, составляющей от 10 до 20 1/10 мм.
Данная комбинация добавок позволяет снизить указанные температуры, при этом сохраняя механические свойства битумных смесей и литых асфальтов при очень низком содержании добавок.
Применение комбинации добавок в процессе получения смеси позволяет получить температуры изготовления или температуры покрывания от 100°С до 150°С, предпочтительно от 110°С до 140°С, более предпочтительно от 120°С до 130°С. Применение комбинации добавок дает возможность получить температуры обработки во время распределения от 80°С и 130°С, предпочтительно от 90°С до 120°С, более предпочтительно от 100°С до 110°С. Применение комбинации добавок дает возможность получить трамбовочные температуры от 70°С до 120°С, предпочтительно от 80°С до 110°С, более предпочтительно от 90°С до 100°С.
Применение комбинации добавок в процессе получения асфальта дает возможность получить температуры изготовления от 140°С до 180°С, предпочтительно от 150°С до 170°С. Применение комбинации добавок дает возможность получить температуры обработки от 120°С до 160°С, предпочтительно от 130°С до 150°С.
Применение комбинации добавок в процессе получения смеси позволяет снизить температуры изготовления на 10°С-80°С, предпочтительно на 20°С-60°С, более предпочтительно на 30°С-50°С. Применение комбинации добавок дает возможность снизить температуры обработки в процессе распределения на 30°С-100°С, предпочтительно на 40°С-120°С, более предпочтительно на 50°С-70°С. Применение комбинации добавок дает возможность снизить трамбовочные температуры на 30°С-80°С, предпочтительно на 40°С-70°С, более предпочтительно на 50°С-60°С.
Наконец, объектом изобретения является применение смесей и литых асфальтов в соответствии с изобретением для получения материалов поверхностных покрытий для дорог, проезжих частей, тротуаров, дорожных систем, городского строительства, полов, гидроизоляции зданий или строительных работ, в частности, в областях дорожного строительства для изготовления нижних слоев основания дорожного покрытия, слоев основания дорожного покрытия, фундаментов, верхних защитных слоев дорожного покрытия, таких как подстилающие слои дорожного покрытия и/или слои износа дорожного покрытия.
Примеры
Различные используемые продукты являются следующими:
- чистый битум, имеющий проницаемость 42 1/10 мм (в соответствии со стандартом EN 1426) и температуру по методу кольца и шара 52,5°С (в соответствии со стандартом EN 1427),
- таловый пек, имеющий показатель кислотности, составляющий от 25 до 35 мг КОН/г, число омыления, составляющее от 90 до 100 мг КОН/г, и точку размягчения, составляющую от 20 до 40°С,
- сложный метиловый моноэфир жирной кислоты, содержащий 18 масс.% пальмитиновой кислоты С16:0, 51,4 масс.% олеиновой кислоты С18:1 и 19,8 масс.% линолевой кислоты С18:2, с показателем кислотности, составляющим от 5 до 10 мг КОН/г, и йодным числом, составляющим от 70 до 90 мг КОН/г.
Готовят различные битумные вяжущие вещества:
1
1
- Битумное вяжущее вещество L представляет собой контрольное битумное вяжущее вещество, не содержащее добавок в соответствии с изобретением. Битумное вяжущее вещество L состоит из чистого битума, описанного выше.
2
2
- Битумное вяжущее вещество L представляет собой битумное вяжущее вещество в соответствии с изобретением, в которое добавлена комбинация добавок в соответствии с изобретением. Битумное вяжущее вещество Lсодержит 99 масс.% чистого битума, как определено выше, 0,5 масс.% талового пека, как определено выше, и 0,5 масс.% сложного метилового моноэфира жирной кислоты, как определено выше.
3
3
- Битумное вяжущее вещество L представляет собой битумное вяжущее вещество в соответствии с изобретением, в которое добавлена комбинация добавок в соответствии с изобретением. Битумное вяжущее вещество L держит 99 масс.% чистого битума, как определено выше, 0,6 масс.% талового пека, как определено выше, и 0,4 масс.% сложного метилового моноэфира жирной кислоты, как определено выше.
4
4
2
4
1
- Битумное вяжущее вещество L редставляет собой битумное вяжущее вещество в соответствии с изобретением, в которое добавлена комбинация добавок в соответствии с изобретением. Битумное вяжущее вещество L содержит 99 масс.% чистого битума, как определено выше, 0,4 масс.% талового пека, как определено выше, и 0,6 масс.% сложного метилового моноэфира жирной кислоты, как определено выше. Битумные вяжущие вещества L-L готовят путем смешивания битумного вяжущего вещества L и комбинации добавок при температуре 120°С. Порядок введения двух добавок неважен, их можно добавлять в битумное вяжущее вещество одновременно или одно после другого. В данном случае их добавляют в битумное вяжущее вещество одновременно.
Таблица 1
Свойства битумных вяжущих веществ
L<sub>1</sub>
L<sub>2</sub>
L<sub>3</sub>
L<sub>4</sub>
Проницаемость при 25°С (1/10 мм)<sup>(1)</sup>
42
50
47
54
ТКШ (°С)<sup>(2)</sup>
52,5
50
51,2
49,5
Вязкость при 160°С (мм<sup>2</sup>/с)<sup>(3)</sup>
200
180
190
150
Вязкость при 140°С (мм<sup>2</sup>/с)<sup>(3)</sup>
550
500
530
450
Вязкость при 120°С (мм<sup>2</sup>/с)<sup>(3)</sup>
1530
1375
1450
1300
PI<sup>(4)</sup>
-1
-1,2
-1
-1,1
Клеящая способность (%)<sup>(5)</sup>
75
75
90
75
Комплексный модуль Е* (МПа)<sup>(6)</sup>
185290
150245
165255
135230
- при 15°С и 10 Гц
- при 10°С и 7,5 Гц
<sup>(1)</sup> Проницаемость Р<sub>25</sub>, измеренная при 25°С в соответствии со стандартом EN 1426.
<sup>(2)</sup> Температура по методу кольца и шара, измеренная в соответствии со стандартом EN 1427.
<sup>(3)</sup> Вязкость при 120°С, измеренная в соответствии со стандартом NF EN 12596.
<sup>(4)</sup> Индекс проницаемости (или индекс Пфейффера).
<sup>(5)</sup> Пассивная клеящая способность, измеренная в соответствии со стандартом PRNFEN 15626.
<sup>(6)</sup> Комплексный модуль Е*, измеренный в соответствии со стандартом NF EN 14770
2
4
1
2
4
2
4
3
1
4
Отмечено, что битумные вяжущие вещества в соответствии с изобретением L-L обладают свойствами, эквивалентными свойствам контрольного битумного вяжущего вещества L в отношении проницаемости, температуры по методу кольца и шара, диапазона пластичности, клеящей способности и комплексного модуля. Отмечено, что введение добавок в битумные вяжущие вещества в соответствии с изобретением L-L при низкой температуре благодаря конкретной комбинации используемых добавок не нарушает свойства битумных вяжущих веществ в соответствии с изобретением L-L. Клеящая способность даже улучшена в случае битумного вяжущего вещества в соответствии с изобретением L. Отмечено, в частности, что конкретная комбинация используемых добавок не влияет на вязкость вяжущего вещества, не снижает вязкость вяжущего вещества, вязкости при 120°С, 140°С и 160°С битумных вяжущих веществ в соответствии с изобретением L-L являются сравнимыми. Конкретная комбинация используемых добавок дает возможность снижения температур изготовления, несмотря на неизмененную вязкость.
1
2
3
4
1
2
3
4
Затем готовят контрольные битумные смеси и битумные смеси в соответствии с изобретением E, Е, E и Е соответственно из контрольных битумных вяжущих веществ и битумных вяжущих веществ в соответствии с изобретением L, L, L и L:
1
1
- контрольную битумную смесь E, путем смешивания 94,6 масс.% заполнителей и 5,4 масс.% контрольного битумного вяжущего вещества L, при температуре изготовления или температуре покрывания 165°С, где и заполнители, и битумное вяжущее вещество находятся при температуре 165°С, в течение 66 секунд. Затем смесь битумного вяжущего вещества/заполнителей распределяют при 155°С, трамбуют при 145°С и охлаждают до температуры окружающей среды. Такая же смесь, приготовленная при температуре покрывания 120°С, температуре обработки 100°С и трамбовочной температуре 80°С, охлажденная до температуры окружающей среды, дает время смешивания 120 секунд;
2
2
- битумную смесь в соответствии с изобретением E, путем смешивания 94,6 масс.% заполнителей и 5,4 масс.% битумного вяжущего вещества в соответствии с изобретением L, при температуре изготовления или температуре покрывания 120°С, где и заполнители, и битумное вяжущее вещество находятся при температуре 120°С, в течение 68 секунд. Затем смесь битумного вяжущего вещества/заполнителей распределяют при 100°С, трамбуют при 80°С и охлаждают до температуры окружающей среды;
3
2
- битумную смесь в соответствии с изобретением E, путем смешивания 94,6 масс.% заполнителей и 5,4 масс.% битумного вяжущего вещества в соответствии с изобретением L, при температуре изготовления или температуре покрывания 120°С, где и заполнители, и битумное вяжущее вещество находятся при температуре 120°С, в течение 69 секунд. Затем смесь битумного вяжущего вещества/заполнителей распределяют при 100°С, трамбуют при 80°С и охлаждают до температуры окружающей среды;
4
2
- битумную смесь в соответствии с изобретением Е, путем смешивания 94,6 масс.% заполнителей и 5,4 масс.% битумного вяжущего вещества в соответствии с изобретением L, при температуре изготовления или температуре покрывания 120°С, где и заполнители, и битумное вяжущее вещество находятся при температуре 120°С, в течение 75 секунд. Затем смесь битумного вяжущего вещества/заполнителей распределяют при 100°С, трамбуют при 80°С и охлаждают до температуры окружающей среды.
2
4
1
1
Отмечено, что время покрывания битумных вяжущих веществ в соответствии с изобретением E-Е при температуре покрывания 120°С имеет такой же порядок величины, что и время покрывания контрольного битумного вяжущего вещества E при температуре покрывания 165°С, и значительно меньше, чем время покрывания контрольного битумного вяжущего вещества E при температуре покрывания 120°С.
Таблица 2
Свойства битумных смесей
E<sub>1</sub>
Е<sub>2</sub>
E<sub>3</sub>
Е<sub>4</sub>
Испытание по методу Дюрье <sup>(7)</sup>
Содержание пустот (%)
11,2
10,8
10,6
11
R (МПа)
10,1
9,5
9
8
r (МПа)
8,3
7,9
7,5
6,5
r/R
0,82
0,83
0,84
0,80
Испытание на колееобразование <sup>(8)</sup>
Содержание пустот (%)
6,9
7,2
7,5
7,2
Колееобразование при 30000 циклах (%)
4,2
5,3
4,9
6,0
Испытание модуля <sup>(9)</sup>
Комплексный модуль (МПа)
8300
7900
8100
7800
<sup>(7)</sup> Испытание на сопротивление отслаиванию в воде в соответствии со стандартом NF Р 98-251-1, отражает склеивание между битумным вяжущим веществом и заполнителями.
<sup>(8)</sup> Испытание на сопротивление колееобразованию в соответствии со стандартом NF EN 12697-22, отражает способность битумной смеси выдерживать деформацию ползучести, связанную с применением в условиях движения транспортных средств.
<sup>(9)</sup> Измерение комплексного модуля жесткости в соответствии со стандартом NF Р 98-260-1 или NF EN 12697-26, отражает способность битумной смеси переносить нагрузки.
2
3
4
1
Отмечено, что битумные смеси в соответствии с изобретением E, E и Е обладают сопротивлением отслаиванию, идентичным этому показателю для контрольной битумной смеси E, но при температуре изготовления менее 45°С, температуре обработки менее 55°С и трамбовочной температуре менее 65°С.
2
3
4
1
Отмечено, что битумные смеси в соответствии с изобретением E, E и Е обладают сопротивлением колееобразованию, идентичным этому показателю для контрольной битумной смеси E, но при температуре изготовления менее 45°С, температуре обработки менее 55°С и трамбовочной температуре менее 65°С.
2
3
4
1
Отмечено, что битумные смеси в соответствии с изобретением E, E и Е обладают модулем жесткости, практически идентичным этому показателю для контрольной битумной смеси E, но при температуре изготовления менее 45°С, температуре обработки менее 55°С и трамбовочной температуре менее 65°С.
2
3
4
Следовательно, можно сделать вывод, что введение малых количеств добавок в битумные смеси в соответствии с изобретением E, E и Е дает возможность снизить температуру изготовления, обработки и трамбовочную температуру смеси без ухудшения механических свойств битумных смесей.