BR112020017176A2

BR112020017176A2 - Composição de borracha moída modificada para utilização em aplicações de aglutinante de asfalto e mistura de pavimentação

Info

Publication number: BR112020017176A2
Application number: BR112020017176-0A
Authority: BR
Inventors: James Stepp; Redmond Clark
Original assignee: Asphalt Plus, LLC
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2020-12-22
Also published as: EP3755751A4; CN112074578A; BR112020017176A8; SA520420027B1; RU2020130881A; ZA202005221B; EP3755751A1; JP2021515090A; WO2019165238A1; AU2019225175A1; CA3091915A1; US20190256417A1; MX2020008800A

Abstract

um aditivo de asfalto de borracha moída engenheirada pode compreender uma pluralidade de partículas estruturais e um líquido não elastomérico. pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais é revestida com o líquido não elastomérico. as partículas estruturais podem ser partículas de borracha moída. o aditivo de asfalto de borracha moída engenheirada também pode compreender um reagente. o líquido não elastomérico pode ser selecionado do grupo que consiste em agentes de trabalhabilidade/compactação, agentes deslizantes e agentes anti-redeposição.

Description

“COMPOSIÇÃO DE BORRACHA FRAGMENTADA PROJETADA PARA O USO EM LIGANTE DE ASFALTO E APLICAÇÕES DE MISTURA DE PAVIMENTAÇÃO” CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente tecnologia se refere a um aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetada (ECR) que pode ser combinado com cascalho, areia e ligante de asfalto quente em uma mistura seca ou método de mistura de planta para formar um produto de asfalto modificado de borracha fragmentada projetada.

[0002] Estes e outros objetos, vantagens e novas características da presente invenção, bem como detalhes de uma modalidade ilustrativa da mesma, serão mais completamente compreendidos a partir da seguinte descrição e dos desenhos.

FUNDAMENTOS Fontes de Falha do Pavimento de Asfalto

[0003] Os pavimentos de asfalto são produzidos a partir de uma mistura de asfalto compactada e endurecida. A mistura é composta por agregados graúdos e finos (incluindo cascalho, pedra e areia), além de um ligante de asfalto líquido aquecido, que é o cimento que mantém os agregados unidos. Em temperaturas ambientes normais, o ligante é um sólido rígido, mas começa a se liquefazer em temperaturas superiores a cerca de 200 ºF (93,33 ºC). Uma mistura quente de ligante e agregado é preparada antes de ser transportada para um canteiro de obras. No canteiro de obras, a mistura quente é colocada e compactada antes de esfriar. Durante o resfriamento, o asfalto endurece. A superfície resultante é durável e capaz de suportar veículos pesados e grandes volumes de tráfego por longos períodos de tempo.

[0004] Os pavimentos de asfalto podem falhar de várias maneiras, incluindo: (1) deformação permanente em temperaturas mais altas quando uma carga é aplicada (afundamento), (2) rachaduras por fadiga, (3) temperaturas extremas (rachaduras térmicas), (4) rachaduras em resposta às cargas aplicadas e liberadas quando veículos pesados passam por uma superfície pavimentada (rachaduras reflexivas) e (5) susceptibilidade à umidade. Quando uma superfície pavimentada de asfalto começa a sulcar ou rachar, água e sal podem entrar nos materiais do pavimento, acelerando a ruptura progressiva do pavimento.

[0005] O afundamento resulta do acúmulo de pequenas quantidades de deformação irrecuperável como resultado de cargas repetidas aplicadas ao pavimento. O afundamento pode ocorrer por muitos motivos, incluindo problemas com o subleito, problemas com a camada de base e problemas com o projeto da mistura de asfalto.

[0006] A rachadura por fadiga normalmente ocorre quando o pavimento foi tensionado até o limite de sua vida à fadiga pelas cargas repetitivas de veículos em movimento e em pé, especialmente caminhões carregados. A resistência à fadiga do pavimento é influenciada pelo projeto do pavimento, espessura do pavimento, qualidade do pavimento e projeto de drenagem da estrada.

[0007] A rachadura por baixa temperatura de pavimentos de asfalto ocorre quando um pavimento de asfalto se contrai durante um período de frio, criando uma tensão no pavimento que causa rachaduras transversais regulares. As características do ligante relacionadas à maciez do ligante em baixas temperaturas são uma causa muito comum desse problema.

[0008] Além da rachadura térmica, a umidade ambiental e a temperatura também podem impactar o desempenho do pavimento por meio de uma perda na resistência do pavimento, um enfraquecimento da ligação entre o ligante de asfalto e o agregado e o início da expansão/contração congelamento-descongelamento do pavimento.

[0009] Quando pavimentos de asfalto são projetados, fabricados e colocados, o processo de projeto- construção é focado no ambiente da estrada e no tipo/intensidade de tráfego esperado na estrada. O objetivo do projeto é produzir uma superfície de estrada que terá o maior tempo de vida útil e o mais econômico possível. No jargão da indústria, o projeto da estrada terá o menor custo de ciclo de vida. Isso significa que o projeto da estrada e do pavimento deve ser eficaz na resistência aos vários processos de sulcos e rachaduras presentes durante o uso da estrada. Ligante de Asfalto e Projeto de Mistura

[0010] Há uma série de projetos de mistura de asfalto diferentes usados pela indústria de pavimentação. As opções de projeto de mistura incluem a modificação dos tipos e distribuições de tamanho do agregado usado na mistura, os tipos de ligantes usados na mistura, aditivos de produtos químicos usados para melhorar as características específicas de desempenho da mistura e a variação do conteúdo de ligante usado no projeto da mistura. Alguns pavimentos de asfalto são projetados para serem especialmente resistentes a sulcos e rachaduras, e esses projetos são normalmente usados em áreas de tráfego muito pesado, especialmente em áreas de tráfego pesado de caminhões. Nesses projetos, agregados especiais, ligantes e aditivos de produtos químicos são combinados para produzir um pavimento de “asfalto modificado”.

[0011] De modo geral, para serem duráveis e duradouros como uma superfície de estrada, a maioria dos ligantes de asfalto deve ser quimicamente alterada. A indústria de asfalto desenvolveu uma ampla gama de aditivos para o ligante de asfalto e para a mistura de asfalto que podem atender a características específicas de desempenho do pavimento. Por exemplo, os ligantes de asfalto líquidos podem ser quimicamente modificados pela adição de polímeros de borracha natural e sintética não vulcanizada. Esses produtos de borracha são misturados ao ligante de asfalto em temperaturas mais altas, fazendo com que as borrachas não vulcanizadas derretam e se dispersem por todo o ligante de asfalto líquido, tornando o ligante mais rígido (resistente a sulcos) e mais flexível (resistente a rachaduras). Essas adições produzem um ligante de asfalto Modificado por Polímero (PMA) que é comumente usado em uma ampla gama de ambientes de alto estresse. Pavimentos de Asfalto Modificados com Borracha Fragmentada

[0012] Os ligantes líquidos também podem ser modificados pela adição de borracha fragmentada vulcanizada ao ligante líquido, seguido por um período de “cozimento” ou “digestão” da borracha a temperaturas relativamente altas (tipicamente 350 ºF a 400 ºF (176,66 ºC a 204,44 ºC)) Nessas temperaturas, o fragmento de borracha vulcanizado não pode derreter, oxidar ou descumprir, então o fragmento permanece intacto.

Não há interações de produtos químicos materiais entre a borracha fragmentada e o ligante líquido.

A borracha fragmentada interage com o ligante em um sentido físico/mecânico.

Os poros da superfície da borracha absorvem ou puxam algumas das extremidades mais leves e menos viscosas do ligante (Maltenos). Isso faz com que as partículas de borracha amoleçam e inchem, e o fragmento de borracha inchado aumenta a viscosidade (rigidez ou resistência ao acúmulo) e a flexibilidade do ligante de asfalto.

Mais importante, a adição de um grande número de partículas de borracha fragmentada (muitas vezes mais de vinte milhões de migalhas em uma tonelada de mistura de asfalto quando o tamanho médio da partícula de borracha fragmentada é inferior a um quinquagésimo de uma polegada ou 0,5 mm) atuará para servir como agentes de fixação de rachadura, desacelerando ainda mais a propagação de rachaduras em pavimentos compactados.

Como a modificação do polímero, a adição de borracha ao ligante aumenta a resistência do ligante a sulcos e rachaduras.

Ao contrário do PMA, a adição de borracha fragmentada ao ligante não resulta em um líquido misturado.

Embora esses sejam processos de modificação distintamente diferentes com diferentes níveis e tipos de adição de borracha, extenso trabalho de campo com ligantes modificados com borracha fragmentada pelos estados de AZ, FL, GA, TX e CA sugere que misturas de asfalto adequadamente fabricadas e colocadas fabricadas com Asfalto Modificado por Polímero ou borracha vulcanizada reciclada (resíduos de borracha de pneus) se comportam de forma semelhante ao estender a vida útil do pavimento. Problemas e Benefícios do Ligante Modificado de Borracha Fragmentada

[0013] O uso de borracha fragmentada (geralmente borracha de pneu reciclada) no asfalto não é isento de problemas. Na prática, a borracha fragmentada é adicionada aos ligantes de asfalto no terminal de petróleo onde o ligante de asfalto é armazenado e distribuído ou na unidade de produção de mistura de asfalto. Esses produtos misturados de borracha fragmentada/ligante usando borracha fragmentada reciclada são chamados de asfalto de “mistura terminal” ou asfalto de “processo úmido”, respectivamente. A borracha fragmentada é mais densa do que o ligante de asfalto aquecido, portanto, quando a borracha fragmentada e o ligante de asfalto aquecido são combinados em um ambiente estático, a borracha fragmentada sedimenta do ligante. Se um ligante com borracha fragmentada for usado para produzir misturas de asfalto, uma parte da mistura resultante terá excesso de borracha, enquanto outra parte da mesma mistura pode não conter borracha. Ambas as condições podem produzir misturas de asfalto que não têm um desempenho eficaz no campo.

[0014] Os terminais de asfalto que misturam borracha e ligante podem experimentar sedimentação em seus tanques antes de carregar o ligante modificado no caminhão, a menos que os tanques sejam agitados para manter a borracha uniformemente dispersa por todo o ligante. Os ligantes de mistura de terminal requerem transporte por caminhão, o que pode permitir a separação da borracha e do ligante no caminhão durante o trânsito, a menos que o caminhão tenha um tanque de armazenamento agitado. Uma vez que o ligante misturado seja entregue ou produzido na usina de mistura de asfalto, o ligante modificado e a borracha fragmentada se separarão, a menos que sejam armazenados em um tanque de retenção agitador adequadamente projetado. Finalmente, os ligantes modificados com borracha fragmentada podem se separar quando o ligante modificado é bombeado através da usina de produção de asfalto, causando problemas de qualidade de mistura e problemas operacionais da usina.

[0015] Em geral, as adições de borracha fragmentada oferecem três vantagens sobre as misturas de asfalto não modificadas padrão: o pavimento é mais rígido e mais resistente a sulcos, o pavimento é mais flexível e resistente a rachaduras e a presença de grãos de borracha na mistura agem como agentes de fixação de rachaduras, limitando a propagação de rachaduras à medida que se formam. Como observado, as adições de polímero aos ligantes produzem um ligante que é mais resistente a sulcos e rachaduras. No entanto, a borracha fragmentada reciclada ou a modificação do polímero de ligantes de asfalto em quantidades excessivas podem produzir pavimentos que são difíceis de compactar, quebradiços e mais sujeitos a rachaduras. Também é possível adicionar pouco polímero ou borracha fragmentada, o que limitaria qualquer beneficiamento de pavimentos devido à modificação. Como regra geral, as taxas de adição de borracha fragmentada de menos de 5 % em peso de ligante virgem terão pouco ou nenhum impacto benéfico no desempenho do asfalto. Quando o conteúdo de borracha fragmentada excede cerca de 25 % do peso do ligante em muitos projetos de mistura, a mistura de asfalto pode se tornar tão dura que não pode ser compactada adequadamente, o que leva à falha prematura do pavimento.

[0016] Como observado, a absorção de borracha fragmentada de pontas de ligante mais leves causa inchaço e amolecimento dos grãos de borracha. Esses grãos mais macios de borracha tornam-se pegajosos e mais difíceis de processar, mais difíceis de descarregar dos caminhões e mais difíceis de colocar e compactar porque a mistura tende a grudar em caçambas de caminhões, pavimentadoras, rolos e ferramentas manuais. Isso aumenta os custos de produção e colocação e pode aumentar ainda mais a probabilidade de problemas de desempenho do pavimento. A maioria dos projetos de modificação de asfalto de processo úmido e mistura terminal usa mais de 10 % de conteúdo de borracha, portanto, procedimentos especiais de manuseio, engenharia da usina e modificações de mistura (agentes de trabalhabilidade) são frequentemente necessários.

[0017] Os projetistas e construtores de estradas estão muito focados nos sistemas de controle de qualidade do pavimento. No passado, a aceitação de ligantes de asfalto modificado com borracha fragmentada foi negada por muitas agências governamentais devido ao problema de separação da borracha fragmentada. A qualidade do ligante altamente variável não é aceitável e o potencial de assentamento de borracha é um risco. Esse risco é exacerbado pelo fato de que não há métodos de teste comumente aceitos para quantificar de forma rápida e precisa o conteúdo de borracha em uma amostra de mistura de asfalto, uma vez que a mistura foi fabricada. Os núcleos do pavimento acabado podem ser coletados e o conteúdo de borracha pode ser removido das amostras, mas esse teste normalmente não pode ser concluído durante a construção. Também é possível amostrar o ligante líquido durante o bombeamento para o processo de produção da mistura de asfalto. Uma vez que a amostra é coletada, é possível testar o conteúdo de borracha ou é possível testar as características de desempenho da mistura de borracha/ligante usando os procedimentos de teste SuperPave. Em ambos os casos, o teste não oferece dados imediatos sobre a presença de borracha no ligante antes do uso. No caso de haver um problema com a dispersão adequada de borracha na mistura, ele não será descoberto até que quantidades substanciais de pavimento sejam colocadas. Nesses casos, o custo de remoção e substituição do pavimento defeituoso é proibitivo. Esse problema continua sendo uma barreira para o uso de borracha em projetos de misturas de asfalto.

[0018] Finalmente, a economia da reciclagem de resíduos de pneus e os custos de adicionar borracha fragmentada ao ligante tendem a ser iguais ou mais caros do que os da modificação de polímero. Essas diferenças econômicas não refletem os custos futuros de qualquer tecnologia de medição que pode fornecer medição de campo imediata de modificação.

[0019] O uso de borracha fragmentada no asfalto tem crescido lentamente nos EUA. Os principais problemas incluem questões de qualidade durante a produção e colocação, desafios de projeto de mistura, problemas de produção e manuseio anteriores, problemas de desempenho e economia do pavimento. Como resultado, o uso de mistura terminal ou borracha fragmentada de processo úmido no projeto de mistura de asfalto representa uma fração muito pequena do mercado de asfalto modificado, tanto nacional quanto globalmente. O uso não está aumentando rapidamente por causa desses mesmos problemas. Teste de Ligantes e Misturas de Asfalto Modificados com Borracha Fragmentada

[0020] Dada a vida útil prolongada de algumas estradas de asfalto, pode levar quinze ou mais anos para observar os efeitos de um novo aditivo ou projeto de mistura no campo. Para reduzir o tempo necessário para avaliar o desempenho de qualquer projeto de mistura específico, a indústria está constantemente desenvolvendo e implantando métodos de teste de laboratório projetados para prever o desempenho futuro esperado de um projeto de mistura. Alguns dos procedimentos de teste mais proeminentes em uso comum nos EUA incluem avaliações do ligante usado ou avaliação do desempenho da mistura. As autoridades reguladoras frequentemente especificam características de desempenho do ligante que devem ser atendidas para projetos específicos. Esses testes incluem classificação de desempenho do ligante de asfalto sob o sistema Federal “SuperPave”, teste de ligante com um reômetro de feixe de dobra e o teste de recuperação de fluência de tensão múltipla (MSCR). Os testes de design de mistura comum incluem o Teste de Rastreamento de Roda de Hamburgo e testes de rachadura de mistura múltipla, como o Teste de Curva Semicircular (SCB) e o teste de Tensão Compacta em Forma de Disco (DSC).

[0021] Embora os métodos de teste do ligante ofereçam ferramentas eficazes para prever o desempenho do ligante no campo, eles nem sempre funcionam bem com ligantes modificados com borracha fragmentada. Isso ocorre porque, sem modificação de produto químico adicional de muitos ligantes de asfalto misturados com borracha, os asfaltos modificados com borracha fragmentada não são testados consistentemente bem em laboratório. Visto que, a combinação de borracha fragmentada com asfalto líquido faz mudanças mecânicas no ligante, o teste de ligantes modificados com borracha fragmentada geralmente mostra uma propensão para rachaduras rápidas no laboratório. Embora o asfalto emborrachado seja muito eficaz em resistir a rachaduras no campo, o desempenho insatisfatório dos testes geralmente significa que muitas agências regulatórias não permitirão o uso generalizado de borracha em misturas de asfalto.

[0022] Os problemas têm incentivado muitas agências reguladoras a considerar o teste de mistura ou o teste de desempenho de mistura como uma alternativa para o teste de ligante focado ou como um suplemento para o teste de ligante. Esta abordagem de “Projeto de Mistura Equilibrada” ou teste de desempenho oferece métodos de teste aprimorados para tecnologias que incorporam borracha no asfalto.

Misturas de Asfalto Modificadas de Borracha Fragmentada de Processo Seco

[0023] Há um outro método para a introdução de borracha em projetos de mistura de asfalto: o Processo a Seco. Este é um método que envolve a introdução da borracha no processo de produção da mistura de asfalto de forma semelhante a um agregado fino. Este processo evita a pré-mistura de borracha e ligante e todos os desafios de qualidade, manuseio e armazenamento associados. A borracha fragmentada é adicionada ao processo de mistura junto com pedra e areia aquecidas e, em seguida, asfalto líquido aquecido e outros aditivos de produtos químicos são adicionados à mistura. Este método foi empregado três décadas atrás como o processo PlusRide, onde borracha de pneu reciclada de granulação grossa era adicionada à mistura de asfalto como areia ou cascalho fino. O processo foi apenas marginalmente bem-sucedido, provavelmente em parte devido às complexidades de adicionar grãos de borracha muito grandes à mistura de asfalto. Após vários anos de tentativa e erro, o mercado geralmente abandonou este processo de adição a seco para a mistura terminal mais comum e ligantes modificados de borracha fragmentada de processo úmido. Os problemas de desempenho do pavimento foram motivos comumente citados para abandonar a PlusRide.

[0024] Embora houvesse reclamações de desempenho geral sobre a qualidade dos asfaltos de processo seco quando a PlusRide foi avaliada, alguns dos problemas eram mais complexos. Um dos problemas dos primeiros projetos de processo de secagem era o tamanho da borracha fragmentada usada. Como observado acima, o uso de borracha em misturas de asfalto ou ligantes inclui cobrir os grãos de borracha com ligante de asfalto líquido aquecido, seguido por leve absorção final do ligante nos poros da superfície da borracha. Isso faz com que os grãos de borracha inchem e amoleçam ao mesmo tempo que ajuda a endurecer a mistura, e os grãos de borracha inchados servem para tornar os materiais do pavimento mais flexíveis, além de servir como um agente de fixação de rachaduras mais eficaz. Maiores tamanhos de grão de borracha fragmentada exibirão menos área de superfície inchada e amolecimento por unidade de volume de borracha, menores volumes de borracha inchada na mistura e menor capacidade de fixação de rachaduras em comparação com pesos iguais de borracha mais fina. (Uma unidade de volume de 30 menos borracha fragmentada pode ter uma área de superfície maior que uma ordem de magnitude do que uma unidade de volume de 1 % de polegada de borracha fragmentada). À medida que os tamanhos dos grãos de borracha caem, as áreas de superfície interativas, o potencial de inchaço, a absorção de ligante e o potencial de fixação de rachaduras aumentarão.

[0025] Um segundo problema com os primeiros experimentos de processo seco era o controle das entradas de borracha em pó. A borracha de processo seco requer a adição de borracha fragmentada como outros agregados finos, e isso envolve o uso de algum tipo de sistema de alimentação que irá combinar as entradas de borracha fragmentada com a velocidade operacional de uma usina de produção de asfalto. Quando tais sistemas de alimentação são aplicados, a borracha fragmentada de maior rugosidade superficial, maior, mais angular e com maior rugosidade superficial, tenderá a resistir ao fluxo de gravidade controlada através de um sistema de alimentação medido. As adições de borracha típicas para operações de usina de asfalto são menos de 0,5 % do total de entradas de material para a usina de asfalto durante as operações de produção padrão, portanto, pequenas variações na precisão do alimentador podem ter o mesmo impacto que a sedimentação de produtos de borracha de processo úmido antes do uso.

[0026] Um terceiro problema com o processo a seco é comum a todos os produtos de asfalto emborrachado. As adições de borracha em pó além de aproximadamente 0,4 % do peso da mistura podem produzir uma variedade de problemas associados a uma mistura de asfalto pegajosa e menos trabalhável durante a produção, manuseio, transporte e compactação.

[0027] Um quarto problema com o processo seco tinha a ver com a função da borracha durante a preparação da mistura. Conforme observado, a borracha fragmentada absorverá as pontas leves do ligante virgem adicionado ao projeto da mistura. A adição de materiais finos absorventes suplementares (borracha em pó) a uma mistura de asfalto atrairá uma fração do ligante para os poros da borracha. A falha em compensar essa demanda suplementar de ligante pode produzir uma mistura com um conteúdo de ligante reduzido e insuficiente. Isso significaria que algum agregado na mistura seria revestido com uma quantidade insuficiente de ligante de asfalto. As misturas mais secas tendem a descascar e rachar prematuramente.

[0028] Como observado, o uso de borracha no asfalto pode ser realizado por meio do uso de mistura úmida/terminal e processos secos. As tentativas atuais e anteriores de usar esses processos com eficácia foram impedidas por problemas de projeto de processo, engenharia de processo de design de mistura, custo e controle de qualidade. Esses problemas desaceleraram ou impediram a adoção generalizada de borracha em pavimentos de asfalto.

SUMÁRIO

[0029] De acordo com um aspecto da presente divulgação, um aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado compreende uma pluralidade de uma partícula estrutural e um líquido não elastomérico. Pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais é revestida com o líquido não elastomérico. Opcionalmente, o líquido não elastomérico pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em agentes de trabalhabilidade, agentes de deslizamento, agentes de compactação, e agentes anti-separação. Opcionalmente, as partículas estruturais podem ser partículas de borracha fragmentada. Opcionalmente, as partículas de borracha fragmentada pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em borracha moída por meio de processamento ambiente, borracha moída por meio de processamento criogênico, borracha reciclada, borracha vulcanizada, e borracha não vulcanizada. Uma composição de asfalto pode compreender o aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado e uma mistura de asfalto aquecida. Uma mistura de asfalto pode compreender o aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, cascalho, areia e ligante. A mistura de asfalto pode ser mistura de asfalto densa graduada, misturas de asfalto graduadas em vão, misturas porosas, Mistura graduada aberta, ou misturas de asfalto com matriz de pedra. A mistura de asfalto pode ser usado para produzir um superfície de vedação de lasca.

[0030] De acordo com um outro aspecto da presente divulgação, um aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado compreende uma pluralidade de partículas estruturais, um ou mais líquidos não elastoméricos; e um reagente. Pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais é revestida com ambos os um ou mais líquidos não elastoméricos e o reagente. Opcionalmente, o reagente pode ser um solvente. Opcionalmente, o reagente pode ser água. Opcionalmente, os um ou mais líquidos não elastoméricos são auto- endurecíveis.

[0031] De acordo com um outro aspecto da presente divulgação, um aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado compreende uma pluralidade de partículas estruturais, um revestimento não elastomérico líquido disposto nas ditas partículas estruturais, e um reagente disposto nas ditas partículas estruturais de líquido não elastomérico revestido para criar um revestimento endurecido ligado quimicamente na superfície das ditas partículas estruturais.

[0032] De acordo com um outro aspecto da presente divulgação, um método para produzir um aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado compreende a etapa de adicionar um líquido não elastomérico a uma pluralidade de partículas estruturais em que o líquido não elastomérico reveste pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais.

Opcionalmente, o método pode compreender a etapa de misturar as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico para formar um revestimento em pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais.

Opcionalmente, as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico pode ser misturados usando um misturador em pá, um misturador em fita ou misturador, um misturador em V, um processador contínuo, um misturador de parafuso cônico, um misturador contra-rotativo, um misturador de eixo duplo & triplo, misturadores de tambor, um misturador intermediário, um misturador horizontal, ou um misturador vertical.

O processo de mistura pode ser um processo úmido ou um processo seco.

Opcionalmente, as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico pode ser misturados usando correias, brocas, alimentação medida, alimentação pneumática, ou um alimentador de perda de peso.

Opcionalmente, as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico podem ser misturados com uma mistura de asfalto usando correias de alimentação de agregado, colar RAP, prensagem ou outros locais.

Opcionalmente, o método pode ainda compreender a etapa de adicionar um reagente ao líquido não elastomérico ou líquidos.

Opcionalmente, o aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado pode ser produzido por primeiro misturar um produto químico líquido não elastomérico e reagente antes de misturar com as partículas estruturais para formar um revestimento em pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais.

[0033] Deve ser entendido que tanto a descrição geral anterior quanto a descrição detalhada a seguir descrevem várias modalidades e se destinam a fornecer uma visão geral ou estrutura para compreender a natureza e o caráter do objeto reivindicado. O desenho anexo é incluído para fornecer um melhor entendimento e é incorporado e constitui uma parte deste relatório descritivo. O desenho ilustra uma modalidade aqui descrita e, juntamente com a descrição, serve para explicar os princípios e operações do objeto reivindicado. Outros objetos, vantagens e novas características da presente invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada de uma ou mais modalidades preferidas quando consideradas em conjunto com o desenho anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DE DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

[0034] A seguir está uma descrição dos exemplos representados no desenho anexo. A figura não está necessariamente em escala, e certos recursos e certas vistas da figura podem ser mostrados em escala exagerada ou em esquemático para fins de clareza ou concisão.

[0035] A Figura 1 mostra um esquema de uma partícula de borracha fragmentada revestida.

[0036] A Figura 2 mostra um esquema de uma partícula de borracha fragmentada revestida.

[0037] A Figura 3 mostra um esquema de uma usina de asfalto e alimentador de borracha fragmentada projetado (ECR).

[0038] O resumo anterior, bem como a seguinte descrição detalhada de certas modalidades da presente invenção, serão melhor compreendidos quando lidos em conjunto com o desenho anexo. Para fins de ilustração, certas modalidades são mostradas no desenho. Deve ser entendido, no entanto, que as reivindicações não se limitam aos arranjos e instrumentalidade mostrados no desenho anexo. Além disso, a aparência mostrada no desenho é uma das muitas aparências ornamentais que podem ser empregadas para atingir as funções declaradas do sistema.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0039] Na seguinte descrição detalhada, os detalhes específicos podem ser estabelecidos a fim de fornecer uma compreensão completa das modalidades da presente invenção. No entanto, será claro para uma pessoa versada na técnica quando modalidades da presente invenção podem ser praticadas sem alguns ou todos os seus detalhes específicos. Em outros casos, recursos ou processos bem conhecidos podem não ser descritos em detalhes de modo a não obscurecer desnecessariamente a invenção. Além disso, numerais de referência semelhantes ou idênticos podem ser usados para identificar elementos comuns ou semelhantes.

[0040] Ao introduzir elementos de várias modalidades da presente divulgação, os artigos “um”, “uma”, “o/a” e “dito” pretendem significar que há um ou mais dos elementos. Os termos “compreendendo”, “incluindo” e “tendo” pretendem ser inclusivos e significam que pode haver elementos adicionais além dos elementos listados. Conforme usado neste documento, “aproximadamente” pode geralmente se referir a um valor aproximado que pode, em certas modalidades, representar uma diferença (por exemplo, maior ou menor) de menos de 1 % do valor real. Ou seja, um valor “aproximado” pode, em certas modalidades, ser preciso até (por exemplo, mais ou menos) 1 % do valor declarado. Em certas outras modalidades, tal como aqui utilizado, “aproximadamente” pode geralmente se referir a um valor aproximado que pode representar uma diferença (por exemplo, maior ou menor) de menos de 10 % ou menos de 5 % do valor real.

[0041] A presente tecnologia é direcionada a um processo a seco para modificação da mistura de asfalto. Este processo a seco emprega o uso de um modificador de mistura de asfalto de borracha fragmentada (ECR), introduzido como um agregado fino durante a produção de misturas de asfalto para uso em aplicações de pavimentação de asfalto. O ECR é medido com precisão no processo de produção da mistura asfáltica como um pó ou agregado fino.

[0042] De acordo com a presente divulgação, pode-se produzir ligantes e misturas de asfalto que incluem borracha fragmentada. Conforme observado, os ligantes de asfalto modificado com borracha fragmentada podem se separar durante o transporte e a produção, criando problemas potenciais de qualidade na produção de mistura de asfalto. Na produção, as misturas de asfalto com borracha tendem a ser difíceis de produzir devido à maior viscosidade do ligante, viscosidade e separação. Devido ao conteúdo de borracha aquecida, amolecida e inchada, as misturas de asfalto emborrachado são geralmente pegajosas, mais difíceis de manusear, transportar, descarregar e compactar. Quando este aditivo de ECR é usado em um projeto de mistura de asfalto, os seguintes benefícios se acumulam:

(1) a mistura não será mais difícil de produzir, manusear, transportar e colocar do que asfalto de mistura morna ou quente não modificado padrão (2) a mistura será prontamente compacta e não aderirá a ferramentas e equipamentos de compactação, (3) o ECR permitirá uma redução em aditivos de mistura quente comumente usados na produção de asfalto. A alimentação medida de ECR no processo de produção de asfalto eliminará o risco de separação borracha/ligante e problemas de qualidade do pavimento associados. O uso de um ECR e um processo de alimentação medido permite a produção de asfalto modificado com borracha fragmentada de uma maneira mais eficiente do que os métodos anteriormente divulgados.

[0043] De acordo com a presente divulgação, o modificador de mistura de asfalto de ECR pode ser fabricado revestindo pelo menos uma porção da superfície das partículas de borracha fragmentada com um ou mais produtos químicos líquidos não elastoméricos. Em alguns casos, o aditivo de asfalto é fabricado revestindo pelo menos uma porção da superfície das partículas de borracha fragmentada com um líquido não elastomérico. Algumas modalidades incluem métodos para produzir um aditivo de asfalto compreendendo a adição de um líquido não elastomérico a uma pluralidade de partículas de borracha fragmentada em que o líquido não elastomérico reveste pelo menos uma porção da superfície das partículas de borracha fragmentada.

[0044] Exemplos não limitativos dos líquidos não elastoméricos incluem agentes de trabalhabilidade/compactação, agentes antidesgaste, agentes de deslizamento, glicóis, organossilanos e água. Exemplos não limitativos de agentes de trabalhabilidade/compactação incluem Evotherm (DAT, 3G), Sasobit, Vestenamer, Zycotherm, Zycosoil, Rediset (WMX, LQ), Advera, Cecabase RT, Sonnewarmix, Hydrogreen, Aspha-Min e QPR Qualitherm. Exemplos não limitativos de agentes anti-separação incluem cal hidratada, pasta de cal hidratada, Anova 1400, Anova 1410, Fastac, Evotherm (J12, M1, M14, U3), Morlife (5.000, T280), Pave Bond Lite, Pavegrip 550, Ad-here (77-OOLS, HP PLUS Tipo 1, HP PLUS com Cecabase-RT 945, LOF 65-00, LOF 65-00 LSI, LOF 65-00 EU), Nova Grip (1016, 975, 1012), Zycotherm , Zycotherm (EZ, SP), Kohere (AS 700, AS 1000, AT 1000), Pavegrip 200 e Surfax AS 500. Exemplos não limitativos de agentes de deslizamento incluem ceras industriais, borracha trans-polioctenamérica (TOR) e polimetilsiloxano. As pessoas versadas na técnica podem adicionar outros aditivos (além dos listados) como, por exemplo, agentes de trabalhabilidade/compactação, agentes anti-separação ou agentes de deslizamento.

[0045] Em alguns casos, a borracha modificada é produzida pelo revestimento de pelo menos uma porção da superfície da borracha fragmentada com pelo menos dois líquidos não elastoméricos. Em ainda outro caso, a borracha modificada é produzida revestindo pelo menos uma porção da superfície da borracha fragmentada com uma pluralidade de líquidos não elastoméricos.

[0046] Em algumas modalidades, um modificador de mistura de asfalto de ECR é produzido misturando a borracha fragmentada 200 e produto químico líquido não elastomérico para obter um revestimento 210 em pelo menos uma porção da borracha fragmentada 200, como mostrado esquematicamente na Figura 1. A borracha fragmentada pode ser vulcanizada ou não vulcanizada. Esta mistura pode ser feita, por exemplo, usando um misturador de pá, um misturador de fita ou misturador, um misturador em V, um processador contínuo, um misturador de parafuso cônico, um misturador contra-rotativo, um misturador de eixo duplo e triplo, misturadores de tambor, um misture um misturador, um misturador horizontal ou um misturador vertical. Um versado na técnica apreciará que a mistura pode ser sinônimo de outros termos, como mistura.

[0047] Em algumas modalidades, um modificador de mistura de asfalto de ECR é produzido misturando primeiro um produto químico líquido não elastomérico e reagente antes de misturar com a borracha triturada 300 para formar um revestimento 310 em pelo menos uma porção da borracha triturada 300, como mostrado esquematicamente na Figura 2. A borracha fragmentada pode ser vulcanizada ou não vulcanizada. Este processo produzirá um revestimento seco que é firmemente preso à borracha e não se separará prontamente. O revestimento não mudará as características de manuseio da borracha fragmentada revestida.

[0048] Em algumas modalidades, quando o ECR é adicionado a uma mistura de asfalto aquecida, o aditivo de asfalto modificado reduz a viscosidade da mistura de asfalto modificada. Neste caso, a modificação da mistura não afeta negativamente o desempenho da mistura asfáltica modificada quando usada em aplicações de pavimentação.

[0049] Em algumas modalidades, o modificador de mistura de asfalto de ECR é produzido pela combinação de um elemento úmido não elastomérico com borracha fragmentada vulcanizada ou não vulcanizada para formar um revestimento em pelo menos uma porção da borracha fragmentada. Nesta modalidade, o aditivo de asfalto modificado resultante pode ser usado na fabricação de asfalto de mistura morna ou quente.

[0050] Em algumas modalidades, o modificador de mistura de asfalto de ECR é produzido pela combinação de um elemento úmido não elastomérico com borracha fragmentada vulcanizada ou não vulcanizada para formar um revestimento em pelo menos uma porção da borracha fragmentada. Em algumas modalidades, o elemento de revestimento não elastomérico é de auto-endurecimento. Isso permite o fluxo de baixa variabilidade dos grãos de borracha revestidos em sistemas de dosagem de material granular, o que significa que a taxa de adição não pode tornar a borracha pegajosa, de modo que ela tem uma taxa de fluxo altamente variável em um sistema de alimentação dosado. Esta modalidade também permite fluxo de baixa variabilidade dos grãos de borracha revestidos em, por exemplo, um sistema alimentador pneumático, um sistema alimentador acionado por trado ou um sistema alimentador de correia.

[0051] Em some formas de realização, o modificador mistura de asfalto de ECR compreende uma pluralidade de partículas estruturais; um revestimento não elastomérico líquido disposto nas ditas partículas estruturais; e um reagente disposto nas ditas partículas estruturais de líquido não elastomérico revestido para criar um revestimento endurecido ligado quimicamente na superfície das ditas partículas estruturais. Em outras modalidades as partículas estruturais são partículas de borracha fragmentada. A borracha fragmentada pode ser de uma variedade de fontes de borracha, como borracha moída por meio de processamento ambiente e borracha moída por processamento criogênico. Em uma modalidade, a borracha é uma borracha reciclada, como aquela que é feita de pneus de automóveis e/ou pneus de caminhão. Em outra modalidade, a borracha fragmentada é feita de borracha vulcanizada. Em outra modalidade, a borracha fragmentada é feita de borracha não vulcanizada.

[0052] Em algumas modalidades, o tamanho das partículas estruturais pode variar entre menor do que 16 malhas (que pode ser denominado como “menos 16 malhas”, o que significa que as partículas estruturais passam através de uma malha tendo aberturas quadradas que são 1/16ª de uma polegada de largura e, portanto, que os diâmetros das partículas estruturais são menor do que 1/16ª de uma polegada) e maior do que 300 malhas (que pode ser denominado como “mais 300 malhas”, o que significa que as partículas estruturais não passam através de uma malha tendo aberturas quadradas que são 1/300ª de uma polegada de largura e, portanto, que os diâmetros das partículas estruturais são maiores do que 1/300 de uma polegada). Em algumas modalidades, o tamanho das partículas estruturais pode variar entre menos 20 malhas e mais 300 malhas. Em algumas modalidades, o tamanho das partículas estruturais pode variar entre menos 30 malhas e mais 150 malhas. Em algumas modalidades, o tamanho das partículas estruturais pode variar entre menos 40 malhas e mais 60 malhas. Em outras modalidades, diferentes combinações de aberturas de malha entre menos 16 malhas e mais 300 malhas podem ser usadas. A reciclagem da borracha fragmentada pode ser inerentemente variável porque as ferramentas de corte podem variar em nitidez ao longo do tempo (por exemplo, as demais podem se tornar mais opacas com o tempo), produzindo alguma variação de tamanho no produto. Conforme usado na presente divulgação, o “tamanho” das partículas estruturais se refere ao tamanho da maioria (pelo menos aproximadamente 90 %) das partículas estruturais; como tal, pode haver uma minoria de partículas estruturais (até aproximadamente 10 %) que caem fora da faixa de tamanho declarada (seja maior ou menor). Assim, “maioria”, conforme usado na presente divulgação em relação ao tamanho das partículas estruturais, significa que pelo menos aproximadamente 90 % das partículas estruturais têm o tamanho declarado. A “minoria” de partículas estruturais é, portanto, até aproximadamente 10 % das partículas estruturais que são superdimensionadas ou subdimensionadas (em comparação com a faixa de tamanho ou valor declarado. Além disso, o tamanho das partículas estruturais se refere ao tamanho da estrutura não revestida partículas, que podem ser feitas de borracha vulcanizada ou não vulcanizada.

[0053] Em algumas modalidades, o modificador de mistura de asfalto de ECR é adicionado a uma mistura de asfalto. Em outras modalidades, essa mistura de asfalto compreende cascalho, areia e ligante. A mistura de asfalto pode ser, por exemplo, mistura de asfalto densa graduada, misturas de asfalto graduadas em vão, misturas porosas, Mistura graduada aberta, ou misturas de asfalto com matriz de pedra. A mistura de asfalto pode ser, por exemplo, usado para produzir um superfície de vedação de lasca.

[0054] Em algumas modalidades, as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico são misturados no ligante e aquecido antes de misturar com o agregado. Em outras modalidades, as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico são misturados com o agregado antes da adição de ligante de asfalto.

[0055] A Figura 3 mostra um esquema de uma usina de produção de asfalto de exemplo com modificação de ECR. O agregado grosso 300 e o agregado fino 302 são movidos pelo carregador frontal 310 para os alimentadores 320 que medem vários projetos de mistura de agregados através de uma peneira vibratória 330, em seguida, transportam o agregado peneirado para um tambor rotativo aquecido 340 onde o agregado é aquecido e misturado. Em muitos projetos de mistura, o Pavimento Asfáltico Reciclado (RAP) é alimentado no tambor por meio de um sistema de alimentação 322 através de um colar no tambor

350. Em projetos de mistura usando a Borracha Fragmentada Projetada (ECR) referenciada neste pedido, o ECR é medido no tambor usando um alimentador medido 324 ou 320 (localizado em qualquer local conforme indicado). Um sistema de aquecimento 370 mantém o ligante de asfalto armazenado em um tanque 360 em um estado líquido de modo que o ligante possa ser bombeado para o tambor rotativo 340 onde é misturado com agregado, RAP e borracha para fazer uma mistura asfáltica morna ou quente. A mistura aquecida é transportada por correia ou sem-fim para um silo de contenção 380, após o qual é carregada em caminhões 390 para transporte para um projeto de pavimentação. Exemplo 1

[0056] Neste exemplo, um modificador de mistura de asfalto de ECR foi usado em projetos de demonstração em uma rodovia interestadual muito movimentada nas Planícies do Norte. Esta é uma área com tráfego significativo de caminhões, alto calor no verão, temperaturas do ar no inverno abaixo de zero e uma alta frequência de eventos de congelamento e descongelamento. Os projetos de mistura com base em ECR incorporados no projeto foram construídos em torno de dois projetos de mistura de mástique betuminoso de pedra (SMA) com asfalto modificado com polímero. Em vez de usar um ligante de asfalto modificado com polímero de desempenho de 70 -28 (rígido), a mistura e3 ECR usou um ligante de classificação de desempenho 58 -28 (mais macio) com uma modificação de mistura incluindo 10 % ECR por peso de ligante virgem. Ambos os projetos de mistura tinham 12,1 % de pavimento asfáltico reciclado (RAP) e 5 % de telhas de asfalto reciclado (RAS) com um teor de ligante de projeto de 6 %. O teste da mistura modificada com polímero produziu afundamento de teste de Hamburgo de 2,06 mm de afundamento após 20.000 passes e uma pontuação de teste de DCT (Tensão Compacta em forma de Disco) de 566. As misturas produzidas com mistura ECR geraram resultados de teste de 2,51 mm de afundamento no Teste de Hamburgo após 20.000 passes e 602 no DCT. Ambos os projetos de mistura são aproximadamente compatíveis em testes de desempenho. Os resultados dos ensaios de campo de vários anos mostram desempenho de campo comparável entre os projetos de mistura de asfalto de ECR e projetos de mistura de asfalto modificado com polímero. Resumo dos Resultados de Teste

PROJETO DE MISTURA RESULTADOS DO RESULTADOS DE DCT

TESTE DE HAMBURGO SMA MODIFICADO COM 2,06 mm 566

POLÍMERO SMA MODIFICADO COM 2,51 mm 602

ECR Exemplo 2

[0057] Neste exemplo, o ECR foi usado como um modificador de asfalto em projetos de demonstração em uma rodovia interestadual muito movimentada nas Planícies do Norte. Conforme observado acima, esta é uma área com tráfego significativo de caminhões, alto calor no verão, temperaturas do ar no inverno abaixo de zero e uma alta frequência de eventos de congelamento-descongelamento. Os projetos de mistura de ECR foram comparados com projetos de mistura de asfalto modificado com borracha fragmentada de mistura terminal, tanto em laboratório quanto em campo.

[0058] Os projetos de mistura com base em ECR incorporados no projeto foram construídos em torno de uma mistura de SMA originalmente projetada com asfalto modificado com polímero 70, -28. Os ligantes com grau de desempenho 58, -28 e 46, -34 foram usados como ligante base em uma série de projetos de mistura que incluíam níveis moderados de substituição do ligante de asfalto por telhas de asfalto reciclado (RAS) e pavimento de asfalto reciclado (RAP). Esses projetos de mistura foram projetados com os mesmos ligantes básicos e modificados com borracha de mistura de terminal ou ECR. Os ligantes modificados com borracha fragmentada da mistura terminal usaram um teor de borracha de 12 % em peso. As misturas do projeto de ECR usaram 10 % em peso do conteúdo de borracha ligante virgem.

[0059] O teste de mistura demonstrou o seguinte: Para os projetos de mistura de ligante de base 58, -28 (ligante macio), os projetos de mistura de borracha de mistura terminal exibiram um afundamento de 3,85 mm no Teste de roda de Hamburgo, enquanto os projetos de mistura de ECR exibiram um afundamento de 3,12 mm. O teste de rachadura usando o teste de rachadura semicircular de I-FIT mostrou resultados de 3,51 para os projetos de mistura de borracha de mistura terminal e de 4,14 para os projetos de mistura de ECR. Em ambos os conjuntos de resultados de teste de mistura, misturas de ECR superou misturas de borracha de mistura terminal enquanto usa 17 % menos do conteúdo de borracha.

[0060] Para os projetos de mistura de ligante de base 46, -34 (ligante muito macio), os projetos de mistura de borracha de mistura terminal exibiram um afundamento de 5,29 mm no Teste de roda de Hamburgo, enquanto os projetos de mistura de ECR exibiram um afundamento de 3,2 mm. O teste de rachadura usando o teste de curvatura semicircular de I-FIT mostrou resultados de 4,55 para os projetos de mistura de borracha de mistura terminal e 6,42 para os projetos de mistura de borracha fragmentada de ECR. Em ambos os conjuntos de resultados de teste de mistura, a mistura de ECR superou as misturas de borracha de mistura terminal, usando 17 % menos do conteúdo de borracha.

[0061] Os resultados de testes de campo de vários anos mostram desempenho de campo comparável entre ECR e projetos modificados de borracha de mistura de terminal.

[0062] A avaliação adicional destes projetos de mistura de SMA incluiu uma avaliação da trabalhabilidade e compactabilidade da mistura após a adição de ECR. Os projetos de mistura padrão da SMA no projeto incluíram a adição de um aditivo de “mistura quente” comumente usado, projetado para permitir a compactação mais fácil da mistura após a colocação em temperaturas de compactação mais baixas. Os testes de laboratório dos requisitos de compactação da mistura revelaram que com o uso de aproximadamente 8 libras de ECR no projeto de mistura, o uso de aditivos de mistura quente pode ser reduzido em mais de 50 %. Resumo dos Resultados de Teste

PROJETO DE MISTURA RESULTADOS DO RESULTADOS DE IFIT

TESTE DE HAMBURGO 58 -28 LIGANTE BORRACHA DE 3,85 3,51

MISTURA TERMINAL BORRACHA 3,12 4,14

FRAGMENTADA

PROJETADA 46 -34 LIGANTE BORRACHA DE 5,29 4,55

MISTURA TERMINAL BORRACHA 3,20 6,42

FRAGMENTADA

PROJETADA Exemplo 3

[0063] Neste exemplo, o ECR foi usado para modificar um projeto de mistura de SMA e o produto modificado foi usado em uma seção de pavimentação de teste localizada em uma rodovia interestadual muito movimentada perto de uma grande área metropolitana urbana no sul da Planície Central dos Estados Unidos. O clima da região é caracterizado por invernos frios com uma frequência de congelamento-descongelamento moderadamente alta, verões muito quentes e quantidades relativamente altas de precipitação.

[0064] O projeto de mistura de SMA base não incluiu Rap ou RAS e um teor de ligante de 6 % usando um ligante de grau de desempenho 70, -28 modificado com polímero.

[0065] Durante a produção dos projetos de mistura modificada de borracha fragmentada, o ECR foi alimentado no processo de produção com o uso de um sistema de alimentação pneumático de perda de peso (ver Figura 1). O fluxo de ECR na planta de mistura foi medido a cada 45 segundos durante a execução da produção. Com base no ritmo operacional da usina de produção, a taxa de alimentação alvo para ECR era 52 libras por minuto. A saída média de campo da unidade foi em média 52,13 libras por minuto com um desvio padrão de três minutos de 1,3 libras, indicando que o fluxo de ECR no processo de produção de mistura asfáltica é consistente e preciso. Isso também indicou que a distribuição de borracha na produção da mistura também era consistente.

[0066] O teste de desempenho da mistura gerada em laboratório revelou as seguintes características para o projeto de mistura modificada com polímero: Teste de Hamburgo com um afundamento de 12,5 mm e teste de DCT com pontuação de 662. Os níveis mais altos de afundamento foram devido às características do agregado usado para pavimentação na região, e a resistência ao afundamento da mistura foi considerada boa.

[0067] Um projeto de mistura semelhante foi produzido com o mesmo agregado, mas com um ligante 58, -28 e 10% em peso de ECR substituído pelo ligante modificado com polímero 70, -28. O teste deste desempenho de mistura gerado em laboratório revelou as seguintes características: Teste de Hamburgo com um afundamento de 6,7 mm e teste de DCT com pontuação de 690. Embora os níveis mais altos de afundamento se devam às características do agregado usado para pavimentação na região, a resistência ao afundamento do projeto de mistura modificado com borracha foi maior do que o projeto de mistura modificado com polímero. A resistência ao afundamento da mistura foi considerada excelente.

[0068] Ambos os projetos de mistura foram produzidos em uma instalação de produção operacional e usados em um projeto de demonstração em uma rodovia interestadual. As misturas de campo foram testadas após a produção e compactação. Como esta era uma aplicação de levantamento fino, os dados de teste de sulco em núcleos não estavam disponíveis, mas o teste de DCT indicou que a mistura modificada com polímero pontuou 715 enquanto a mistura modificada com borracha pontuou 884. Isso sugere que o asfalto modificado com borracha é materialmente mais resistente a rachaduras quando comparados aos asfaltos modificados com polímero em um projeto de mistura semelhante.

[0069] A avaliação adicional deste projeto de mistura de SMA incluiu uma avaliação da trabalhabilidade e compactabilidade da mistura após a adição de ECR. O projeto de mistura de SMA padrão no projeto incluiu a adição de um aditivo de “mistura quente” comumente usado, projetado para permitir a compactação mais fácil da mistura após a colocação em temperaturas de compactação mais baixas. Os testes de laboratório dos requisitos de compactação da mistura revelaram que com o uso de aproximadamente 12 libras de ECR no projeto de mistura, nenhum aditivo de mistura quente foi necessário para fornecer compactação mais fácil nas mesmas temperaturas de compactação encontradas com o uso de um aditivo de mistura quente. Resumo dos Resultados de Teste

PROJETO DE MISTURA RESULTADOS DO RESULTADOS DE DCT TESTE DE HAMBURGO AMOSTRAS GERADAS

EM LABORATÓRIO SMA MODIFICADO COM 12,5 mm 662

POLÍMERO SMA MODIFICADO COM 6,7 mm 690

ECR AMOSTRAS DE CAMPO

DE ASFALTO SMA MODIFICADO COM 715

POLÍMERO SMA MODIFICADO COM 884

ECR

[0070] Alguns dos elementos descritos neste documento são identificados explicitamente como sendo opcionais, enquanto outros elementos não são identificados desta forma. Mesmo se não for identificado como tal, será notado que, em algumas modalidades, alguns desses outros elementos não se destinam a ser interpretados como sendo necessários e seriam entendidos por uma pessoa versada na técnica como sendo opcionais.

[0071] Embora a presente divulgação tenha sido descrita com referência a certas implementações, será entendido por aquelas pessoas versadas na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos sem se afastar do escopo do presente método e/ou sistema. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da presente divulgação sem se afastar de seu escopo. Por exemplo, sistemas, blocos e/ou outros componentes dos exemplos divulgados podem ser combinados, divididos, reorganizados e/ou modificados de outra forma. Portanto, a presente divulgação não está limitada às implementações particulares divulgadas. Em vez disso, a presente divulgação incluirá todas as implementações que caem dentro do escopo das reivindicações anexas, tanto literalmente quanto sob a doutrina de equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado compreendendo: uma pluralidade de partículas estruturais; e um líquido não elastomérico; em que pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais é revestida com o líquido não elastomérico.

2. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 1, em que o líquido não elastomérico é selecionado a partir do grupo que consiste em agentes de trabalhabilidade/compactação, agentes de deslizamento, e agentes anti-separação.

3. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 1, em que as partículas estruturais são partículas de borracha fragmentada.

4. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 3, em que as partículas de borracha fragmentada são selecionadas a partir do grupo que consiste em borracha moída por meio de processamento ambiente, borracha moída por meio de processamento criogênico, borracha reciclada, borracha vulcanizada, e borracha não vulcanizada.

5. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 4, em que a borracha reciclada é de pneus de automóveis ou pneus de caminhões ou uma combinação dos mesmos.

6. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 1, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 16 malhas e mais 300 malhas.

7. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 6, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 30 malhas e mais 300 malhas.

8. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 7, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 40 malhas e mais 300 malhas.

9. Composição de asfalto compreendendo aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 1 e uma mistura de asfalto aquecida.

10. Um aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado compreendendo: uma pluralidade de partículas estruturais; um ou mais líquidos não elastoméricos; e um reagente; em que pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais é revestida com ambos os um ou mais líquidos não elastoméricos e o reagente.

11. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 10, em que o reagente é um solvente.

12. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 10, em que os um ou mais líquidos não elastoméricos são auto-endurecíveis.

13. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 10, em que os um ou mais líquidos não elastoméricos são selecionados a partir do grupo que consiste em agentes de trabalhabilidade/compactação, agentes de deslizamento, e agentes anti-separação.

14. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 10, em que as partículas estruturais são partículas de borracha fragmentada.

15. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 14, em que as partículas de borracha fragmentada são selecionadas a partir do grupo que consiste em borracha moída por meio de processamento ambiente, borracha moída por meio de processamento criogênico, borracha reciclada, borracha vulcanizada, e borracha não vulcanizada.

16. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 14, em que a borracha reciclada é de pneus de automóveis ou pneus de caminhões.

17. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 10, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho Entre menos 16 malhas e mais 300 malhas.

18. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 17, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 30 malhas e mais 300 malhas.

19. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 18, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 40 malhas e mais 300 malhas.

20. Composição de asfalto compreendendo aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 10 e uma mistura de asfalto aquecida.

21. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado compreendendo: uma pluralidade de partículas estruturais; um revestimento não elastomérico líquido disposto nas ditas partículas estruturais; e um reagente disposto nas ditas partículas estruturais de líquido não elastomérico revestido para criar um revestimento endurecido ligado quimicamente na superfície das ditas partículas estruturais.

22. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 21, em que o reagente é um solvente.

23. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 21, em que o líquido não elastomérico é selecionado a partir do grupo que consiste em agentes de trabalhabilidade/compactação, agentes de deslizamento, e agentes anti-separação.

24. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 21, em que as partículas estruturais são partículas de borracha fragmentada.

25. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 21, em que as partículas de borracha fragmentada são selecionadas a partir do grupo que consiste em borracha moída por meio de processamento ambiente, borracha moída por meio de processamento criogênico, borracha reciclada, borracha vulcanizada, e borracha não vulcanizada.

26. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 21, em que a borracha reciclada é de pneus de automóveis ou pneus de caminhões.

27. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 21, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 16 malhas e mais 300 malhas.

28. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 27, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 30 malhas e mais 300 malhas.

29. Aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 28, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 40 malhas e mais 300 malhas.

30. Composição de asfalto compreendendo aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 21 e uma mistura de asfalto aquecida.

31. Mistura de asfalto compreendendo aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado, de acordo com a reivindicação 1, cascalho, areia e ligante.

32. Mistura de asfalto, de acordo com a reivindicação 31, em que a dita mistura de asfalto é mistura de asfalto densa graduada, misturas de asfalto graduadas em vão, misturas porosas, Mistura graduada aberta, ou misturas de asfalto com matriz de pedra.

33. Mistura de asfalto, de acordo com a reivindicação 31, em que a dita mistura de asfalto é usada para produzir uma superfície de vedação de lasca.

34. Método para produzir um aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado compreendendo a etapa de adicionar um líquido não elastomérico a uma pluralidade de partículas estruturais em que o líquido não elastomérico reveste pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais.

35. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que o líquido não elastomérico é selecionado a partir do grupo que consiste em agentes de trabalhabilidade/compactação, agentes de deslizamento, e agentes anti-separação.

36. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que as partículas estruturais são partículas de borracha fragmentada.

37. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que as partículas de borracha fragmentada são selecionadas a partir do grupo que consiste em borracha moída por meio de processamento ambiente, borracha moída por meio de processamento criogênico, borracha reciclada, borracha vulcanizada e borracha não vulcanizada.

38. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que a borracha reciclada é de pneus de automóveis ou pneus de caminhões ou uma combinação dos mesmos.

39. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 16 malhas e mais 300 malhas.

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 30 malhas e mais 300 malhas.

41. Método, de acordo com a reivindicação 40, em que a maioria das partículas estruturais têm um tamanho entre menos 40 malhas e mais 300 malhas.

42. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que o aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado é adicionado a uma mistura de asfalto aquecida.

43. Método, de acordo com a reivindicação 34, compreendendo a etapa de misturar as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico para formar um revestimento em pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais.

44. Método, de acordo com a reivindicação 43, em que as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico são misturados usando um misturador em pá, um misturador em fita ou misturador, um misturador em V, um processador contínuo, um misturador de parafuso cônico, um misturador contra-rotativo, um misturador de eixo duplo & triplo, misturadores de tambor, um misturador intermediário, um misturador horizontal, ou um misturador vertical.

45. Método, de acordo com a reivindicação 43, em que as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico são misturados no ligante e aquecido antes de misturar com o agregado.

46. Método, de acordo com a reivindicação 43, em que as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico são misturados com o agregado antes da adição de ligante de asfalto.

47. Método, de acordo com a reivindicação 43, em que as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico são misturados usando correias, brocas, alimentação medida, alimentação pneumática, ou um alimentador de perda de peso.

48. Método, de acordo com a reivindicação 43, em que as partículas estruturais e produto químico líquido não elastomérico são misturados com uma mistura de asfalto usando correias de alimentação de agregado, colar RAP, prensagem ou outros locais.

49. Método, de acordo com a reivindicação 34, ainda compreendendo a etapa de adicionar um reagente ao líquido não elastomérico ou líquidos.

50. Método, de acordo com a reivindicação 49, em que o aditivo de asfalto de borracha fragmentada projetado é produzido por primeiro misturar um produto químico líquido não elastomérico e reagente antes de misturar com as partículas estruturais para formar um revestimento em pelo menos uma porção da superfície das partículas estruturais.