CN107151452B - 沥青结合料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了沥青结合料组合物，更具体地，本发明提供了能够改善沥青结合料与石料的混合性以及沥青混合料的压实性和抗水损性能的沥青结合料组合物。更具体地，用于改善和易性或抗剥落性的热拌沥青混合料、温拌沥青、回收旧沥青混合料的再循环利用的沥青结合料组合物。

Description

沥青结合料组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求根据35U.S.C.§119于2016年3月4日向韩国知识产权局提交的第10-2016-0026248号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种沥青结合料(asphalt binder)组合物，更具体地，涉及一种能够改善沥青混合料(asphalt paving mixtures)的混合性、压实性和抗水损性能(waterresistance)的沥青结合料组合物。更具体地，本发明涉及一种能够用于热拌沥青、温拌沥青、回收旧沥青混合料的再循环利用等中以改善和易性(workability)和/或抗剥落性(stripping-resistence)的沥青结合料组合物。
背景技术
沥青混合料通常通过将沥青结合料注入装有加热的石料、填料等的沥青拌合厂的搅拌筒中，并在160℃至180℃的高温下搅拌这些材料来制备，该沥青混合料被摊铺在道路上、压实，并冷却至室温，然后在沥青/石料混合料暴露于各种环境如阳光、雨水等的状态下长时间(几年)使用。
因此，在高温下制备沥青混合料需要高能量，并且在沥青混合料的制备期间和沥青路面的建造期间可能排放有害气体例如二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物等，从而造成环境污染和建造沥青路面的工人的健康问题。另外，由于在铺路时，需要长时间来将在160℃至180℃的高温下生产的沥青/石料混合料冷却至室温，所以存在以下问题：交通开放时间可能延迟，并且工人可能面临安全事故的风险。此外，由于沥青混合料在高温下生产，所以存在沥青结合料的氧化和老化相对快速发生的问题，这导致路面早期开裂，减少路面寿命。
为了解决这些问题，已经积极地对在热拌沥青(HMA)的温度低20℃至40℃的温度下混合并压实沥青混合料的温拌沥青技术(WMA)进行了研究，并且需要开发一种用于温拌沥青技术的、具有更强性能的温拌沥青添加剂。
首先对最近开发的温拌沥青技术进行描述，存在一种在日本开发的使用化学发泡剂的热拌技术。该技术通过在沥青结合料中产生和分散微气泡(一种加气(airentraining，AE)剂)，并将这些微气泡储存在沥青/石料混合料中直到沥青混合料铺设完成来利用微气泡改善柔性。利用该温拌技术，通过使沥青结合料发泡而用微气泡来提高石料和沥青结合料之间的混合性，并且可以在铺设和压实过程期间提高压实性。
然而，在该技术中，由于即使在沥青路面建造完成之后，微气泡也不会从沥青结合料中释放，而是保留在沥青混凝土(asphalt concrete)中，所以路面的耐久性劣化，使得难以保障质量。此外，由于从其生产到建造都难以对沥青混凝土进行管理，因此实用性可能劣化。
另外，Sasobit蜡也被称为温拌沥青添加剂。Sasobit蜡，是一种使用通过费-托工艺(Fischer-Tropsch)由煤气生产的烃链混合料的添加剂，其也被称为FT石蜡。已经研究了Sasobit蜡在沥青混凝土的制备期间用于降低沥青结合料的粘度，以甚至在中间温度下提高和易性及可施工性。
然而，作为一种蜡基(wax-based)材料的这种Sasobit蜡可以改善流动性以用于温拌沥青混合料的生产，但是却劣化石料和沥青结合料之间的粘结力，并且建造的沥青路面的抗水损性能低，使得在冬季重复冻结和解冻的情况下，可能快速发生沥青结合料从石料剥落的剥落现象，从而造成路面损坏。
作为低分子量PE的聚乙烯(PE)蜡等也可以与Sasobit蜡同样地生产温拌沥青混合料，但是与Sasobit蜡类似，也未有助于改善质量。
为了克服蜡基型(wax-based type)温拌沥青添加剂的这些缺点，近来，将胺基型(amine-based type)抗剥落剂与蜡基型添加剂混合以使用该混合剂的情况或者开发胺基型温拌沥青添加剂的情况已经增加。然而，在这些情况下，存在成本过度增加或动稳定度(dynamic stability)可能劣化的问题。
因此，需要开发一种能够具有优异的抗水损性能和动稳定度且同时确保沥青混合料的混合性和压实性的材料。
发明内容
本发明的实施方案涉及提供一种多功能沥青添加剂，该多功能沥青添加剂能够具有沥青结合料和石料之间优异的混合性，改善沥青混合料的压实性和抗水损性能，并且本发明的实施方案涉及提供具有优异机械性能(例如马歇尔稳定度、动稳定度等)的沥青以及一种使用其的沥青结合料组合物。
本发明的另一个实施方案涉及提供一种沥青添加剂以及一种使用其的沥青结合料组合物，该沥青添加剂使得能够在比现有热拌沥青的温度低20℃至50℃的温度下混合、铺设和压实沥青混合料。
在一个一般方面，沥青结合料组合物包括：添加剂，所述添加剂包含由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的至少一个末端基团；以及沥青结合料：
[化学式1]
[化学式2]
在化学式1中，A选自氢或由化学式2表示的官能团，
在化学式2中，R1是C1-C30烷基。
添加剂可具有100mgKOH/g至1500mgKOH/g的总胺含量，在25℃下测量的1500cSt至15000cSt的粘度，以及0.5-4的氮/氧摩尔比。
添加剂可以选自由以下化学式3表示的化合物中的任一种或者添加剂可以是选自由以下化学式3表示的化合物中的两种以上的混合物：
化学式3
在化学式3中，n是0-10的整数，
R1是C1-C30烷基，
A、R2和R3各自独立地选自氢或
A、R2和R3中的任何一个或两个以上必须是
R4是C1-C30烷基。
由化学式3表示的化合物的重均分子量为500g/mol至1500g/mol。
基于100重量份的沥青结合料，添加剂的含量可以为0.05重量份至5重量份。
在另一个一般方面，沥青混合料包括如上所述的沥青结合料组合物和石料。
具体实施方式
在下文中，将参考本发明的具体实施例详细描述本发明的沥青结合料组合物。然而，以下详细的实施例或示例性实施方案仅用于具体解释本发明。因此，本发明并不限于此，而是可以以各种形式来实施。
此外，除非在说明书中另有定义，否则说明书中使用的所有技术术语和科学术语的含义与本领域技术人员通常理解的含义相同。在说明书中使用的术语仅用于有效地描述具体实施例，而不是限制本发明。
如本文所用，术语“沥青结合料组合物或沥青/添加剂混合料”是指通过将沥青结合料与本发明的添加剂混合而获得的混合料。
如本文所用，术语“沥青混合料或沥青/石料混合料”是指通过混合沥青结合料、本发明的添加剂、石料等获得的混合料。
在本发明的沥青结合料组合物中，可以在制备沥青混合料时分别注入沥青结合料和添加剂，然后混合，并且可以预先混合沥青结合料与添加剂以在制备沥青混合料之前注入沥青/添加剂混合料。
在下文中，将详细描述本发明的示例性实施方案。
本发明人发现，该添加剂通过改善沥青/石料混合料的混合性、压实性及其抗水损性能等用于提高沥青混合料的生产率、和易性及性能，并且可以通过将添加剂中的总胺含量以及氮与氧之间的摩尔比调整在特定比例内来进一步改进上述效果，从而完成本发明。
更具体地，根据本发明的示例性实施方案，沥青结合料组合物包括：添加剂，该添加剂包括由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的至少一个末端基团；以及沥青结合料：
[化学式1]
[化学式2]
在化学式1中，A选自氢或由化学式2表示的官能团，
在化学式2中，R1是C1-C30烷基。
在下文中，除非在本发明中另有定义，“烷基”包括直链型烷基和支链型烷基。
在本发明的示例性实施方案中，由化学式1表示的重复单元可以由多胺产生的单元(a unit induced from polyamine)；由化学式2表示的官能团可以是由烷基缩水甘油醚产生的单元(a unit induced from alkyl glycidyl ether)，其中在烷基缩水甘油醚中，烷基可以选自C1-C30；并且可以是其中两种以上各自具有不同烷基的化合物彼此混合的混合物。
多胺是指选自由以下化学式4表示的化合物中的任一种或者多胺可以是选自由以下化学式4表示的化合物中的两种以上的混合物，但不限于此：
[化学式4]
在化学式4中，m为1-10。
作为更具体的实施例，多胺可以是选自乙二胺(ethylene diamine)、二亚乙基三胺(diethylene triamine)、三亚乙基四胺(triethylene tetramine)、四亚乙基五胺(tetraethylene pentamine)、五亚乙基六胺(pentaethylene hexamine)、六亚乙基七胺(hexaethylene heptamine)、七亚乙基八胺(heptaethylene octamine)、八亚乙基九胺(octaethylene nonamine)、九亚乙基十胺(nonaethylene decamine)和十亚乙基十一胺(decaethylene undecamine)中的任何一种或选自它们中的两种以上的混合物。另外，根据需要，可以进一步包含芳香族化合物如氨乙基哌嗪等。
更优选地，多胺可以是包含二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺和聚乙烯多胺的混合物，并且数均分子量为250g/mol至300g/mol，胺含量为1100mgKOH/g至1300mgKOH/g，但不限于此。
聚乙烯多胺可以指在化学式4中m为7-10的整数的多胺，或其混合物，但不限于此。
烷基缩水甘油醚是指选自由以下化学式5表示的化合物中的一种，或其中各自具有不同烷基的两种以上化合物彼此混合的混合物，但不限于此：
[化学式5]
在化学式5中，R11是C1-C30烷基。
更优选地，烷基缩水甘油醚可以是其中混合具有C8-C18烷基的化合物的混合物。
在本发明的示例性实施方案中，添加剂可以是选自由以下化学式3表示的化合物中的任一种或选自由以下化学式3表示的化合物中的两种以上的混合物：
[化学式3]
在化学式3中，n是0-10的整数，
R1是C1-C30烷基，
A、R2和R3各自独立地选自氢或
A、R2和R3中的任何一个或两个以上必须是以及
R4是C1-C30烷基。
在本发明的示例性实施方案中，在化学式3中，n是0-10的整数，更优选地，n是3-10的整数。
此外，当n为2以上时，A可以彼此相同或不同，并且可以分别选自氢或
在本发明的示例性实施方案中，由化学式3表示的化合物可以在其重均分子量为500g/mol至1500g/mol的范围内具有优异的抗剥落功能、优异的混合性和优异的压实性，但本发明不限于此。
在本发明的示例性实施方案中，添加剂可以具有100mgKOH/g至1500mgKOH/g的总胺含量，在25℃下测量的1500cSt至15000cSt的粘度，和0.5-4的氮/氧摩尔比。更具体地，添加剂可具有200mgKOH/g至800mgKOH/g的总胺含量，在25℃下测量的2000cSt至13000cSt的粘度，以及0.7-3.5的氮/氧摩尔比。在上述范围内，可提高沥青结合料和石料之间的混合性、沥青/石料混合料的压实性及其抗水损性能等。上述范围可以根据多胺和烷基缩水甘油醚的种类和含量来进行调整。
在添加剂的物理性质中，总胺含量可以通过ASTM D2896来测量，并且总胺含量可以对改进沥青结合料的抗剥落功能有影响。当总胺含量在100mgKOH/g至1500mgKOH/g的范围内时，更优选地，在200mgKOH/g至800mgKOH/g的范围内时，可以提高沥青结合料的抗剥落功能。
粘度可以通过ASTM D445来测量。优选粘度在这样的范围内：在制备沥青结合料组合物或将添加剂注入沥青拌合厂中的沥青/石料混合料中时，添加剂可以在使用条件下具有合适的流动性并且沥青结合料和添加剂之间的混溶性(miscibility)可以得到改善。具体地，当在25℃测量的粘度在1500cSt至15000cSt的范围内，在40℃测量的粘度在1000cSt至5000cSt的范围内，在60℃测量的粘度在300cSt至800cSt的范围内时，可以实现期望的效果。
氮/氧摩尔比可以通过元素分析来测量，并且其用于确认添加剂中多胺和烷基缩水甘油醚之间的分子内分配比。当氧含量增加时，混合性和压实性提高，并且当氮/氧摩尔比在0.5-4的范围内，更具体地，在0.7-3.5的范围内时，同时在分子中获得亲水性和疏水性，使得与沥青结合料的混溶性可以是优异的，并且还可以提高储存稳定性。
在本发明的示例性实施方案中，基于100重量份的沥青结合料，沥青添加剂的使用量可以为0.05重量份至5重量份，优选地，0.1重量份至3重量份，更优选地，0.1重量份至1重量份，并且进一步优选地，0.25重量份至0.8重量份。在上述范围内，沥青添加剂的量可适于改善混合性、压实性和抗水损性能，并具有经济效率。然而，沥青添加剂的量不限于此。
在本发明的示例性实施方案中，可以不受限地使用任何沥青结合料，只要其在本领域中是通常使用的即可。具体地，沥青结合料可以包括衍生自石油的所有天然沥青和沥青结合料(asphalt cement)。例如，作为沥青结合料，可以是选自天然沥青、石油基沥青(petroleum-based asphalt)、石油系沥青(petroleum-based pitch)、氧化沥青、回收旧沥青等中的任意一种或者可以是选自它们中的两种以上的混合物，但沥青结合料不限于此。回收旧沥青是指从回收旧沥青混合料中提取或保留在回收旧沥青混合料中的沥青。
另外，沥青结合料可以是包含聚合物改性剂的改性沥青结合料。聚合物改性剂可以是选自天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、尼龙(nylon)、氯乙烯、乙烯甲基丙烯酸酯、乙丙橡胶、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯、聚异戊二烯、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚氯丁二烯橡胶、废轮胎橡胶等中的任意一种或是选自它们中的两种以上的混合物，但其不限于此。聚合物改性剂可以具有50,000g/mol至600,000g/mol的重均分子量，但不限于此。聚合物改性剂的含量可以为改性沥青结合料含量的0.5wt％至15wt％，更优选地，为2wt％至12wt％，但不限于此。
在本发明的示例性实施方案中，沥青结合料组合物可以用于选自热拌沥青混合料、温拌沥青混合料、使用回收旧沥青混合料的再循环沥青混合料和泡沫沥青混合料(foaming asphalt)等中的沥青混合料，但不限于此。
根据本发明的另一个示例性实施方案，沥青混合料包括如上所述的沥青结合料组合物和石料。作为石料，可以使用天然矿物石料、废石料及其混合石料。废石料可以是，例如，选自由工业废料诸如建筑废料、钢渣等获得的石料和回收旧沥青混合料中的任一种或它们的两种以上的混合料。天然石料和废石料的混合石料可以包括30wt％至99.9wt％的天然石料和0.1wt％至70wt％的废石料，但不限于此。由于石料的含量和尺寸根据待建造的路面的种类和空隙率、施工路面的地面条件、天气条件、交通量、车道数量等确定，因此石料的含量和尺寸不受限制。作为具体的实例，基于沥青混合料的总重量，石料的含量可以为80wt％至99wt％，但不限于此。作为石料，可以根据要建造的路面的种类混合并使用粗石料、细石料等。
本发明的沥青结合料组合物包括上述多功能添加剂，从而使得可以改善与石料的混合性。此外，在使用废石料诸如从回收旧沥青混合料获得的石料和天然矿物石料的情况下，沥青/石料混合料的混合性、压实性和抗水损性能可以得到显著提高。在本发明的示例性实施方案中，沥青混合料可以包含1wt％至20wt％的量的沥青结合料组合物，但不限于此。
沥青混合料包含沥青结合料、添加剂和石料，并且如果需要，可以不受限地使用任何添加剂，只要其在本领域中通常使用即可。作为实例，在沥青混合料中使用的添加剂可以是选自填料、蜡基型温拌沥青(WMA)添加剂、胺基型温拌沥青(WMA)添加剂、抗剥落剂、再生剂(rejuvenator)等中的任一种或选自它们中的两种以上的混合物，但不限于此。根据待建造的路面的目的，在沥青混合料中可以进一步包括各种添加剂。
填料可以是选自以下的任何一种或选自它们中的两种以上的混合料：石灰石粉末、熟石灰、波特兰水泥、石料粉尘、来自炼钢过程中的钢渣粉尘、铸造粉尘、飞灰、炭黑、硫、木质素、纤维素纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、天然纤维等，但不限于此。由于填料的含量可根据待建造的路面的种类而改变，因此填料的含量不受限制。作为具体实例，基于沥青混合料的总重量，填料的含量可以为1wt％至10wt％，但不限于此。
在本发明的示例性实施方案中，沥青混合料可用于选自密级配沥青混凝土路面(dense-graded asphalt concrete pavement)、粗级配沥青混凝土路面(coarse-gradedasphalt concrete pavement)、开级配沥青混凝土路面(Open-graded asphalt concretepavement)、透水性沥青路面(water-permeable asphalt concrete pavement)和沥青玛蹄脂碎石混合料路面(stone-matrix asphalt concrete pavement)等的沥青混凝土路面，但不限于此。
在本发明的示例性实施方案中，沥青混合料包括上述多功能添加剂，使得可以在比现有的热拌沥青的温度低20℃至50℃的温度下混合和铺设沥青混合料。具体地，本发明可以提供一种能够在100℃至130℃下铺设的温拌沥青混合料。此外，该沥青混合料可以施加于沥青结合料以减少坑槽(potholes)并用于使用回收旧沥青混合料。
在下文中，将提供实施例和比较例以更详细地描述本发明。然而，本发明不限于以下实施例。
在下文中，通过以下测量方法测量物理性质。
1)沥青结合料与石料的混合性
基于AASHTO T 195-11用于确定沥青混合料的颗粒包覆程度的标准测试方法(AASHTO T 195-11Standard Method of Test for Determining Degree of ParticleCoating of Asphalt Mixtures)测量混合性。具体地，在称量沥青结合料组合物和石料以使沥青/石料混合料的重量为约2.5kg之后，将沥青结合料组合物和石料在125℃下混合2分钟。然后，通过筛子(9.5mm)过滤混合料，并基于保留在筛子上的粗石料的总量测量包覆的石料的比例。
2)沥青混合料的压实性
基于使用在NCHRP报告691温拌沥青混合料设计研究(NCHRP Report 691MixDesign Practices for Warm-mix Asphalt)中公开的旋转压实仪(Superpave GyratoryCompactor，SGC)的压实性测试方法测量压实性。更具体地，将沥青结合料组合物和石料在125℃下混合2分钟，放入直径为101.6mm的模具中，并在115℃下使用SGC测量压缩过程的数值(number)直至空隙率为7％。
3)抗水损性能(动水冲刷试验(Dynamic immersion)后石料的裹附率(coveragerate，％))
基于EN-12697-11石料和沥青之间的亲和力的测定(EN-12697-11Determinationof the Affinity Between Aggregate and Bitumen)测量抗水损性能。更具体地，将510g石料(11.2mm至8mm)和16g沥青结合料组合物在实施例或比较例中提出的混合温度下混合三分钟，并在室温下冷却。然后，收集150g沥青/石料混合料，放入装满水的试验玻璃瓶中并在60rpm下旋转24小时，然后肉眼估计覆盖在石料上的沥青结合料的量。
4)抗水损性能(浸水后的劈裂强度比(Tensile Strength Ratio，％))
基于AASHTO T 283压实的沥青混合料的抗水损害性能(AASHTO T 283Resistanceof Compacted Asphalt Mixtures to Moisture-Induced Damage)中公开的测试方法测量抗水损性能。具体地，在将沥青结合料组合物和石料在160℃下混合2分钟后，放入直径为101.6mm的模具中，在140℃下进行旋转压实直到空隙率为7±1％，由此制备试样。测量浸水前后试样的劈裂强度，并进行比较。
5)抗车辙性能(动稳定度(次数/mm))
基于沥青混合料的车轮跟踪测试方法(a wheel tracking test method)(KS F2374)测量抗车辙性能。具体地，在将沥青结合料组合物和石料在125℃下混合2分钟后，放入尺寸为300×300×50mm(长×宽×高)的模具中，并在115℃下压实直到空隙率为4±1％，从而制备试样。评估试样在45分钟后在60℃下形成1mm车辙(rutted by 1mm)所需的车轮的通过次数。
6)抗疲劳性能(Fatigue Crack Resistance)
基于在NCHRP(国家公路合作研究计划)第NCHRP 9-44A号项目确认HMA路面耐久极限(Validating an Endurance Limit for HMAPavements)中所报道的压实的热拌合沥青的单轴重复疲劳试验的建议标准操作(Proposed Standard Practice for UniaxialRepeated Fatigue Test of Compacted Hot-Mix Asphalt)中所公开的测试方法测量抗疲劳性能。具体地，在将沥青结合料组合物和石料在160℃下混合2分钟后，在140℃下制备直径为100mm、高度为150mm的试样。然后，在19℃和10Hz下对试样施加重复载荷(load)，并测量直到试样破裂时重复载荷的次数。
7)总胺含量(mgKOH/g)
根据ASTM D2896测量总胺含量。
8)粘度
根据ASTM D445测量粘度。
9)N/O摩尔比
根据多胺的氮含量和烷基缩水甘油醚的氧含量计算氮/氧(N/O)摩尔比。
10)重均分子量(g/mol)
根据ASTM D5296测量重均分子量。
[制备实施例]
1)制备添加剂1-3
通过使多胺和烷基缩水甘油醚彼此反应来制备添加剂1-3。
作为包含二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺和由以下化学式6表示的聚乙烯多胺的混合物的多胺，使用数均分子量为250g/mol至300g/mol、胺含量为1257mgKOH/g的混合物：
[化学式6]
在化学式6中，m为7-10。
作为烷基缩水甘油醚，使用以如下表1所示的含量混合的混合物。
[表1]
碳原子 C<sub>8</sub> C<sub>10</sub> C<sub>12</sub> C<sub>14</sub> C<sub>16</sub> C<sub>18</sub>
wt％ <0.3 <1 <65 21～28 4～8 0.5
通过使20wt％的多胺混合物和80wt％的表1的烷基缩水甘油醚彼此反应来制备添加剂1。
通过使35wt％的多胺混合物和65wt％的表1的烷基缩水甘油醚彼此反应来制备添加剂2。
通过使50wt％的多胺混合物和50wt％的表1的烷基缩水甘油醚彼此反应来制备添加剂3。
测量所制备的添加剂1-3的物理性能，并示于下表2中。
[表2]
[实施例1]
1)制备沥青结合料组合物
基于100重量份在25℃下针入度(penetration)为72dmm的石油基沥青结合料，通过添加0.5重量份的表2的添加剂1，并在150℃以400rpm的速率搅拌该混合料5分钟来制备沥青结合料组合物。
2)制备沥青/石料混合料和试样
通过在125℃下将4.7wt％的所制备的沥青结合料组合物与95.3wt％的混合料(该混合料为花岗片麻岩石料(WC-3)和石灰石填料的混合料)彼此混合来制备沥青/石料混合料。
作为花岗片麻岩石料，使用满足KS F 2357石料标准的花岗片麻岩石料，作为石灰石填料，使用满足KS F 3501填料标准的石灰石填料。WC-3，是由韩国土地、基础设施和运输部(Korean Ministry of Land,Infrastructure and Transport)建议的标准，是具有20mm最大公称粒径(nominal maximum aggregate size)的密级配混合料。
在115℃下压实沥青/石料混合料，从而制备试样。
测量试样的物理性能，并示于下表3中。
[实施例2]
除了在制备实施例1中的沥青结合料组合物时使用表2的添加剂2之外，实施例2通过与实施例1相同的方法进行。
测量试样的物理性能，并示于下表3中。
[实施例3]
除了在制备实施例1中的沥青结合料组合物时使用表2的添加剂3之外，实施例3通过与实施例1相同的方法进行。
测量试样的物理性能，并示于下表3中。
[实施例4]
除了在制备实施例1中的沥青结合料组合物时使用0.25重量份的表2的添加剂2之外，实施例4通过与实施例1相同的方法进行。
测量试样的物理性能，并示于下表3中。
[实施例5]
除了在制备实施例1中的沥青结合料组合物时使用0.8重量份的表2的添加剂2之外，实施例5通过与实施例1相同的方法进行。
测量试样的物理性能，并示于下表3中。
[比较例1]
除了在制备实施例1中的沥青结合料组合物时不使用添加剂之外，比较例1通过与实施例1相同的方法进行。
也就是说，通过在125℃下将4.7wt％的在25℃下针入度为72dmm的石油基沥青结合料与95.3wt％的混合料(所述混合料为满足WC-3的花岗片麻岩石料和石灰石填料的混合料)彼此混合来制备沥青/石料混合料。
在115℃下压实沥青/石料混合料，从而制备试样。
测量试样的物理性能，并示于下表3中。
[表3]
如表3所示，证实了，与不施加添加剂的比较例1相比，在施加添加剂的实施例1-3中，沥青结合料与石料的混合性、沥青/石料混合料的压实性和抗水损性能得到显著提高。
另外，随着氮/氧(N/O)摩尔比的增加和重均分子量的降低，提高抗水损性能的效果持续增强。同时，沥青结合料与石料的混合性，以及沥青/石料混合料的压实性降低。从该结果可以看出，抗水损性能、混合性和压实性根据添加剂的化学结构而不同，因此，可认为在设计化学结构时同时考虑混合性、压实性和抗水损性能是重要的。
另外，在将实施例2与其中使用相同添加剂的实施例4和实施例5进行比较时，证实了当添加剂含量增加时，沥青结合料包覆在石料上的包覆率增加，这样提供了改善混合性的效果。
此外，当添加添加剂并且添加剂含量增加时，压实至相同空隙率所需的压实过程的次数减少，从而证实实现了提高压实性的效果，并且动水冲刷试验后石料的裹附率增加，由此证实抗水损性能的提高效果高。
[实施例6]
基于100重量份在25℃下针入度为68dmm的石油基沥青结合料，通过添加0.5重量份的表2的添加剂2，并在150℃下以400rpm的速率搅拌混合料5分钟来制备温拌沥青结合料组合物。
通过将5.2wt％的所制备的沥青结合料组合物与94.8wt％的满足WC-2的花岗片麻岩石料和石灰石填料的混合料在125℃下彼此混合2分钟，并在115℃下压实混合料来制备试样。
作为花岗片麻岩石料，使用满足KS F 2357的石料标准的花岗片麻岩石料，作为石灰石填料，使用满足KS F 3501的填料标准的石灰石填料。WC-2，由韩国土地、基础设施和运输部建议的标准，其是具有13mm最大公称粒径的密级配混合料。
测量试样的物理性能，并示于下表4中。
[比较例2]
除了使用烷基胺系(alkylamine-based)添加剂(MeadWestvaco Corporation，EvothermTM M1)代替实施例6中的添加剂2之外，比较例2通过与实施例6相同的方法进行。
测量试样的物理性能，并示于下表4中。
[比较例3]
除了使用1.5重量份的蜡基型添加剂(SASOL，Sasobit)代替实施例6中的添加剂2之外，比较例3通过与实施例6相同的方法进行。
测量试样的物理性能，并示于下表4中。
[比较例4]
除了使用1.5重量份其中蜡基型添加剂和胺基型添加剂彼此混合的添加剂(AkzoNobel，Rediset WMX8017)代替实施例6中的添加剂2之外，比较例4通过与实施例6相同的方法进行。
测量试样的物理性能，并示于下表4中。
[表4]
如表4所示，可以看到，考虑到沥青/石料混合料的混合性和压实性，比较例和实施例之间没有显著差异；然而，考虑到抗水损性能和抗车辙性能(两者是沥青混合料的道路性能的主要要求)，应用本发明添加剂的实施例6通常具有优异的结果。
特别地，证实了使用蜡基添加剂的比较例3和使用通过将蜡基型添加剂和胺基型添加剂彼此混合而获得的添加剂的比较例4不能满足抗水损性能的标准，并且证实了使用烷基胺系添加剂的比较例2不能满足抗车辙性的标准。
[实施例7]
基于100重量份在25℃下针入度为73dmm的石油基沥青结合料，通过添加0.5重量份的表2的添加剂2，并在150℃下以400rpm的速率搅拌混合料5分钟来制备用于减少坑槽的沥青结合料组合物。
通过将4.4wt％的所制备的沥青结合料组合物与95.6wt％的花岗片麻岩石料(WC-5)与石灰石填料的混合料在160℃下彼此混合2分钟，并在140℃下压实该混合料来制备试样。
作为花岗片麻岩石料，使用满足KS F 2357的石料标准的花岗岩片麻岩石料，作为石灰石填料，使用满足KS F 3501的填料标准的石灰石填料。WC-5，由韩国土地、基础设施和运输部建议的标准，其是具有20mm最大公称粒径的抗车辙混合料。
测量试样的物理性能，并示于下表5中。
[比较例5]
除了在实施例7中不使用添加剂之外，比较例5通过与实施例7相同的方法进行。
也就是说，通过将4.4wt％的在25℃下针入度为73dmm的石油基沥青结合料与95.6wt％的花岗片麻岩石料(WC-5)与石灰石填料的混合料在160℃下彼此混合2分钟，并在140℃下压制该混合料来制备试样。
测量试样的物理性能，并示于下表5中。
[表5]
类别 质量标准 实施例7 比较例5
抗水损性能(动水冲刷试验后石料的裹附率)(％) 50以上 55 10
抗水损性能(浸水后的劈裂强度比)(％) 80以上 88 55
如表5所示，可以看到，考虑到指示沥青/石料混合料的抗水损性能的动水冲刷试验后石料的裹附率和浸水后的劈裂强度比，应用本发明的添加剂的实施例7具有显著优异的结果。该结果可意味着在使用本发明添加剂的情况下，沥青结合料组合物除了用于制备沥青混合料和用于降低混合和压实沥青/石料混合料时的温度外，还可以用于减少在道路上出现的坑槽。
[实施例8]
基于100重量份在25℃下针入度为73dmm的石油基沥青结合料，通过添加0.5重量份的表2的添加剂2，并在150℃下以400rpm的速率搅拌该混合料5分钟来制备沥青结合料组合物。
通过将3.5wt％的所制备的沥青结合料组合物、30wt％的回收旧沥青混合料与66.5wt％的花岗片麻岩石料(1-20)与石灰石填料的混合料在160℃下彼此混合2分钟，并在140℃下将该混合料压实来制备试样。
作为满足由韩国土地部门、基础设施和运输部确定的沥青混凝土废石料质量标准的回收旧沥青混合料，使用其中剩余沥青结合料含量为4wt％且在25℃下针入度为28dmm的回收旧沥青混合料。
作为花岗片麻岩石料，使用满足KS F 2357的石料标准的花岗片麻岩石料；作为石灰石填料，使用满足KS F 3501的填料标准的石灰石填料。
这里，1-20是由韩国技术和标准局(Korean Agency for Technology andStandards)建议的标准，其是具有20mm最大公称粒径的粗级配混合料。
测量试样的物理性能，并示于下表6中。
[比较例6]
除了在实施例8中不使用添加剂之外，比较例6通过与实施例8相同的方法进行。
也就是说，通过将3.5wt％的在25℃下针入度为73dmm的石油基沥青结合料、30wt％的回收旧沥青混合料与66.5wt％的花岗片麻岩石料(1-20)与石灰石填料的混合料在160℃下彼此混合2分钟，并在140℃下压实该混合料来制备试样。
测量试样的物理性能，并示于下表6中。
[表6]
如表6所示，可以看到，考虑到直到试样损坏时重复载荷的数目，即沥青/石料混合料的抗疲劳性能，应用本发明添加剂的实施例8具有优异的结果，也就是说，应用本发明添加剂的实施例8的结果是不应用添加剂的比较例6的结果的2.4倍以上。该结果意味着在将本发明的添加剂与回收旧沥青混合料一起使用的情况下，可以防止作为在应用回收旧沥青混合料时的最大问题的路面早期裂纹，从而增加道路的寿命。
[实施例9至实施例17]
除了在制备沥青结合料组合物时将表2的添加剂1的含量改为0.05重量份至5重量份，实施例9-17通过与实施例1相同的方法进行。测量试样的物理性能，并示于下表7中。
[表7]
如表7所示，可以看到，随着本发明添加剂含量的增加，沥青结合料与石料的混合性增加，并且沥青/石料混合料的压实性降低。此外，可以看到，抗水损性能提高，抗车辙性能逐渐增加，然后又降低。
可以看到，由于在实施例9和实施例10中仅使用少量的添加剂，实施例9和实施例10不能满足质量标准；然而，与不使用添加剂的比较例1相比，实施例9和实施例10的物理性能得到显著提高。
本发明的沥青结合料组合物可以通过提高石料与沥青结合料的混合性和沥青混合料的压实性、抗水损性能、抗车辙性能、抗疲劳性能等来改善沥青/石料混合料的生产率、和易性以及性能。
此外，在提供包含本发明沥青添加剂的沥青结合料组合物的情况下，可以建造由于浸水或冻融之后的高抗拉强度(tensile strength)而具有高抗水损性能，并且由于动稳定度高而具有优异的抗车辙性能的沥青路面。

Claims (13)

1.沥青结合料组合物，所述沥青结合料组合物包含：
添加剂，其包含由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的至少一个末端基团，并具有100mgKOH/g至1500mgKOH/g的总胺含量，在25℃下为1500cSt至15000cSt的粘度，以及0.5-4的氮/氧摩尔比；以及
沥青结合料：
[化学式1]
[化学式2]
在化学式1中，A选自氢或由化学式2表示的官能团，
在化学式2中，R1是C1-C30烷基。
2.根据权利要求1所述的沥青结合料组合物，其中，所述添加剂是选自由以下化学式3表示的化合物中的任一种或者是选自以下化学式3表示的化合物中的两种以上的混合物：
[化学式3]
在化学式3中，n为0至10的整数，R1是C1-C30烷基，
A、R2和R3各自独立地选自氢或
A、R2和R3中的任何一个或两个以上必须是
R4是C1-C30烷基。
3.根据权利要求2所述的沥青结合料组合物，其中，所述由化学式3表示的化合物的重均分子量为500g/mol至1500g/mol。
4.根据权利要求1所述的沥青结合料组合物，其中，基于100重量份的所述沥青结合料，所述添加剂的含量为0.05重量份至5重量份。
5.根据权利要求1所述的沥青结合料组合物，其中，所述沥青结合料是选自天然沥青、石油系沥青、氧化沥青和回收旧沥青中的任一种者是选自它们中的两种以上的混合物。
6.根据权利要求5所述的沥青结合料组合物，其中，所述沥青结合料是进一步包含聚合物改性剂的改性沥青结合料。
7.根据权利要求6所述的沥青结合料组合物，其中，所述聚合物改性剂是选自天然橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、氯乙烯、乙烯甲基丙烯酸酯、乙丙橡胶、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯、聚异戊二烯、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚氯丁二烯橡胶和废轮胎橡胶中的任一种或是选自它们中的两种以上的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的沥青结合料组合物，其中，所述沥青结合料组合物用于热拌沥青混合料、温拌沥青混合料、使用回收旧沥青混合料的再循环沥青混合料和泡沫沥青混合料。
9.沥青混合料，其包含权利要求1-7中任一项所述的沥青结合料组合物；和石料。
10.根据权利要求9所述的沥青混合料，其进一步包含填料，
其中，所述填料是选自石灰石粉末、熟石灰、波特兰水泥、石料粉尘、来自炼钢过程中的钢渣粉尘、铸造粉尘、飞灰、炭黑、硫、木质素、纤维素纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维和天然纤维中的任意一种或是选自它们中的两种以上的混合物。
11.根据权利要求9所述的沥青混合料，其中，所述石料选自天然矿物石料、回收旧沥青混合料及其混合石料。
12.根据权利要求11所述的沥青混合料，其中，所述混合石料包括0.1wt％至70wt％的回收旧沥青混合料。
13.根据权利要求9所述的沥青混合料，其中，所述沥青混合料用于选自密级配沥青混凝土路面、粗级配沥青混凝土路面、开级配沥青混凝土路面、透水性沥青路面和沥青玛蹄脂碎石混合料路面的沥青混凝土路面中。
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