CN109790388B

CN109790388B - 作为沥青粘合剂中的添加剂的粗甾醇

Info

Publication number: CN109790388B
Application number: CN201680088364.7A
Authority: CN
Inventors: 杰拉德·H·瑞克; 盖隆·L·鲍姆加德纳; 安德鲁·汉茨
Original assignee: ALM Holding Co; Ergon Asphalt and Emulsions Inc
Current assignee: ALM Holding Co; Ergon Asphalt and Emulsions Inc
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2036-12-05
Also published as: AU2016409899A1; US20220195193A1; WO2017213693A9; US11168214B2; BR112018075641A2; WO2017213693A1; CN109790388A; JP2019520506A; AU2022202528A1; ZA201808281B; EP3469356A1; US11760882B2; US20190153229A1; WO2017213692A1; AU2022202528B2; CA3026997A1; US11912874B2; CA3026864C; BR112018075638B1; MA45208A

Abstract

本申请公开了粘合剂和用粗甾醇制备此类粘合剂的方法。粗甾醇改善了粘合剂的各种流变特性。

Description

作为沥青粘合剂中的添加剂的粗甾醇

相关申请交叉引用

本申请要求于2016年6月10日提交的PCT国际申请号PCT/US2016/37077的优先权，并要求于2016年9月9日提交的美国临时申请号62/385,905和于2016年9月9日提交的美国临时申请号62/385,899的权益，这里的每个参考文献的整体通过引用并入本文。

背景技术

沥青路面是世界上再循环利用最多的材料之一，当再循环时其可应用于铺砌表面和桥台的肩部，作为未铺砌道路上的砾石替代物以及新沥青路面中的原始骨料和粘合剂的替代物。通常，再循环沥青路面的用途限于次表面路面层或限于沥青基和表面层中的受控量。这种用途受到限制，部分原因是沥青随时间发生劣化，失去其柔韧性，变得氧化和脆化，并且易于破裂，特别是在应力或低温下。这些效果主要是由于沥青的有机组分(例如，含柏油的粘合剂)老化，特别是在暴露于天气时。老化的粘合剂还具有高粘性。因此，再生沥青路面具有与原始沥青不同的特性并且难以加工。

为了减小或延缓沥青老化对混合物的长期性能的影响，已经研究了许多材料。例如，再生剂的市场目标是逆转回收的原材料(例如，再生沥青路面(RAP)和再生沥青瓦(RAS))中发生的老化。不太可能真的实现沥青的再生，并且更可能的情况是这些添加剂可以替代地用作在含有RAP和/或RAS的混合物中使用的原始粘合剂的软化剂。在某些情况下，当生产这种混合物时，将10wt％或更多的这些软化剂加入原始粘合剂中。

通过测量ΔTc能够评估老化，ΔTc是老化后刚度临界温度与蠕变临界温度之差。

发明内容

本申请公开了可延缓、减少或以其他方式克服再循环或再生老化沥青中老化的影响的组合物和方法，以在铺设老化沥青时保留或保持最初使用的原始粘合剂或原始沥青的部分或全部原始特性。在一些实施例中，所公开的组合物和方法可以改变含有原始沥青和高水平RAP或RAS的混合物中存在的全部粘合剂的老化速率。所公开的组合物和方法使用一类植物衍生的化学物质，如图1中所示的甾醇类化合物。虽然植物甾醇不含与沥青质相同数量的稠环或部分不饱和环，但它们确实具有不同于线性分子或支链线性分子的优点。

在一个实施例中，本申请提供了一种用于减缓老化或修复老化的沥青粘合剂的方法，包括将粗甾醇添加到沥青粘合剂中，其中所述沥青粘合剂包括原始沥青粘合剂，包括沥青路面(RAP)、沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及基于原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的粗甾醇来源。

在一个实施例中，本申请提供了一种用于重复利用用于沥青粘合剂路面生产的再生沥青粘合剂的方法，包括将粗甾醇添加到沥青粘合剂中，其中所述沥青粘合剂包括原始沥青粘合剂，包括沥青路面(RAP)、沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及基于原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的粗甾醇来源。

在另一个实施例中，本申请提供了一种沥青粘合剂，其包括原始沥青粘合剂，包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，粗甾醇，以及其中基于原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的粗甾醇来源。

在又一个实施例中，本申请提供了用于修复老化的沥青粘合剂的方法，包括将粗甾醇和原始沥青粘合剂添加到再生沥青粘合剂中，其中0.5wt.％至15wt.％的粗甾醇基于原始沥青粘合剂。

在一个实施例中，本申请提供了一种沥青粘合剂，其包括原始沥青粘合剂，包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及占原始粘合剂的0.5wt.％至15wt.％范围内的抗老化添加剂，其中抗老化添加剂不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物。

在另一个实施例中，本申请提供了一种沥青粘合剂，其包括原始沥青粘合剂，包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及占原始粘合剂的0.5wt.％至15wt.％范围内的修复添加剂，其中修复添加剂不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物。

在另一个实施例中，本申请提供了一种用于减缓老化或修复老化的沥青粘合剂的方法，包括：

将修复添加剂添加到沥青粘合剂中，其中所述沥青粘合剂包括粘合剂，以及包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，其中添加占原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％范围内的修复添加剂。

在一个实施例中，本发明提供一种沥青铺路材料，包括骨料，原始沥青粘合剂，包括RAP、RAS或两者的组合的再生沥青材料，三萜类化合物以及软化剂，其中所述三萜类化合物优选不含环状有机酯，并且三萜类化合物含量(例如，甾醇含量)为基于原始沥青粘合剂重量的至少约0.5wt.％，至少约1wt.％，至少约5wt.％，高达约8wt.％，高达约10wt.％，或高达约15wt.％。

在另一个实施例中，本发明提供一种沥青，其包括原始沥青粘合剂，包括RAP、RAS或两者的组合的再生沥青材料，三萜类化合物以及软化剂，其中所述三萜类化合物优选不含环状有机酯，并且三萜类化合物所具有的甾醇含量为基于原始沥青粘合剂重量的至少约0.5wt.％，至少约1wt.％，至少约5wt.％，高达约8wt.％，高达约10wt.％，或高达约15wt.％。

例如，所公开的实施例中的三萜类化合物可以是甾醇、甾烷醇、植物甾醇或植物甾烷醇。

在其他实施例中，本申请提供了一种用于延缓沥青粘合剂的氧化老化的方法，该方法包括将一种或多种三萜类化合物(例如，三萜类化合物共混物)添加到粘合剂或沥青中，其中萜类化合物优选不含有酯或酯共混物，并且其中组合物中的三萜类化合物含量为基于原始沥青粘合剂重量的至少约0.5wt.％，至少约1wt.％，至少约5wt.％，高达约8wt.％，高达约10wt.％，或高达约15wt.％。

本申请的示例性实施例包括，例如：i)包含RAS的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为1％或更高；ii)包含RAP的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为20％或更高；iii)包含组合使用的RAP和RAS的沥青粘合剂，RAP衍生粘合剂的粘合剂替代水平为10％或更高且RAS衍生粘合剂的粘合剂替代水平为1％或更高；iv)包含从消费后废弃瓦中提取和回收的沥青粘合剂的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为3wt.％或更高；v)包含从制造废弃瓦中提取的沥青粘合剂的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为5wt.％或更高；vi)包含符合II型、III型或IV型的ASTM规范D312的氧化沥青和涂层沥青的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为3wt.％或更高；vii)包含提取和回收的RAP的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为10wt.％或更高；viii)包含重新精炼的机油底部残留物(REOB)的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为1wt.％或更高；ix)包含石蜡油的沥青粘合剂，其粘合剂替代水平为1wt.％或更高；x)包含与含有REOB的粘合剂混合的骨料、骨料和RAP、骨料和RAS，或骨料和RAP与RAS的组合的沥青铺路材料，其粘合剂替代水平为1wt.％或更高；xi)与石蜡油混合的如在x)中所列举的所述沥青铺路材料，其粘合剂替代水平为1wt.％或更高。

在其他实施例中，本申请提供了一种用于重复利用再生沥青用于沥青路面生产的方法，该方法包括使用一种或多种三萜类化合物(例如，三萜类共混物)作为柏油的或沥青混合物的添加剂，优选所述添加剂不含酯或酯共混物，并且其中三萜类化合物添加剂为基于原始沥青重量的至少约0.5wt.％，至少约1wt.％，且高达约3wt.％，高达约10wt.％，或多达约15wt.％。

一种鉴定抗老化添加剂的方法，包括：

(a)测定老化后沥青粘合剂的ΔTc；

(b)测定与(a)中的沥青粘合剂相同但具有抗老化添加剂的沥青粘合剂的ΔTc；

(c)比较具有和不具有抗老化添加剂的沥青粘合剂老化后的ΔTc；以及

(d)鉴定抗老化添加剂，其在PAV老化40小时后提供比没有添加剂的沥青粘合剂高出至少25％的更高ΔTc，或在PAV老化60小时后提供比没有添加剂的沥青粘合剂更高的ΔTc。

其他实施例包含用于施用于道路路面表面的方法，该方法应用沥青，所述沥青包括骨料，原始沥青粘合剂，包含RAP、RAS或两者的组合的再生沥青材料、三萜类化合物和软化剂，其中三萜类化合物优选为不含环状有机酯或酯共混物，并且三萜类化合物所具有的甾醇含量为基于原始沥青粘合剂重量的至少约0.5wt.％，至少约1wt.％，或多达约15wt.％或多达约10wt.％。在另一个实施例中，制备沥青路面材料，将其并混合、施用到基础表面上并压实。

附图说明

图1描绘了示例性的植物甾醇结构，例如β-谷甾醇。

图2是显示含甾醇的REOB样品的刚度和蠕变温度结果的图示。

图3显示了示例性植物甾醇。

图4是示出了ΔTc随着甾醇水平和粘合剂老化的变化而变化的图示。

图5是基于Mayan原油的Asphalto 64-22的不含甾醇、含5％甾醇和含7.5％甾醇的样品在PAV中经过60小时老化的R值与胶体指数的图示。

图6是显示了含0％共混甾醇、5％共混甾醇和7.5％共混甾醇的基于Mayan原油Asphalto 64-22和基于加拿大原油的PG 64-22两种粘合剂经过60小时PAV老化的ΔTc变化的图示。

图7是含有0％共混甾醇、5％共混甾醇和7.5％共混甾醇的基于加拿大原油的PG64-22经过60小时PAV老化的R值与胶体指数的图示。

图8是比较含0％甾醇的基于加拿大原油的PG 64-22和含7.5％甾醇的基于Mayan原油的Asphalto 64-22两种粘合剂在PAV中老化60小时的R值与胶体指数的图示。

图9是PG 64-22中妥尔油树脂、甾醇和REOB的各种共混物在各种老化条件下老化的高温粘合剂等级和ΔTc的图示。

图10是比较作为妥尔油树脂百分比的函数的高温粘合剂刚度等级与作为甾醇百分比的函数的高温刚度等级的关系的图示。

图11是显示当粘合剂在RTFO中老化至20小时PAV老化和当从20小时PAV老化至40小时PAV老化来老化粘合剂时，粘合剂低温PG等级增加的图示。

图12是显示甾醇和妥尔油树脂在20小时PAV老化和40小时PAV老化时低温PG等级的相对增加速率的图示。

图13是不含添加剂(基础情况对照)、仅5％植物甾醇(阳性对照)、仅8％REOB(阴性对照)的PG 64-22，和含有8％REOB加2.5、5％或7.5％植物甾醇；5％胆甾醇；或5％腰果壳液(CNSL)的样品的图示，并显示了未老化和RFTO老化的样品的ΔTc。

图14是不含添加剂(基础情况对照)、仅5％植物甾醇(阳性对照)、仅8％REOB(阴性对照)的PG 64-22样品，和含有8％REOB加2.5、5％或7.5％植物甾醇；5％胆甾醇；或5％腰果壳液(CNSL)的样品的图示，并显示了PAV老化20、40和60小时的样品的ΔTc。

图15是RTFO样品在25℃的参考温度下的黑色空间图(Black Space plot)。样品用PG 64-22生产，并含有(1)仅5％植物甾醇，(2)8％REOB，加5％胆甾醇，(3)无REOB，无其他添加剂[作为阳性对照]，(4)8％REOB，5％共混植物甾醇，(5)8％REOB，5％妥尔油树脂，(6)8％REOB，5％腰果壳液(CNSL)，(7)8％REOB，无其他添加剂[作为阴性对照]。

图16是20小时PAV老化的图15中所述的样品在25℃的参考温度下的黑色空间图。

图17是60小时PAV老化在25℃参考温度下的黑色空间图。该图比较了用PG 64-22生产的且含有(1)5％植物甾醇[阳性对照](2)8％REOB和7.5％共混植物甾醇(3)8％REOB，5％胆甾醇，(4)8％REOB和5％共混植物甾醇，(5)无添加剂(6)8％REOB，2.5％共混植物甾醇(7)8％REOB和5％腰果壳液(CNSL)的样品。

图18是比较图15至17中所示的粘合剂在45°相位角下的复数剪切模量G*的条形图。

图19是比较图15至17中所示的粘合剂在1兆帕(MPa)的复数剪切模量G*下的相位角的条形图。

图20是显示了实施例10中所述的粘合剂的高温PG等级变化的条形图。

图21是显示了实施例10中所述的粘合剂的低温PG等级故障温度变化的条形图。

图22是显示了实施例10中所述的粘合剂的ΔTc变化的条形图。

图24是显示了实施例10中所述的粘合剂的胶体指数变化的条形图。

具体实施方式

所公开的沥青或沥青粘合剂含有有助于沥青或沥青粘合剂的保存、回收和重复利用的抗老化(即，减慢老化或延缓老化)添加剂。抗老化添加剂优选不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物。所公开的组合物对再生沥青特别是RAP的更新具有特殊价值。

所公开的沥青粘合剂可以提供再循环沥青(例如，RAP或RAS)改善的物理和流变特征，例如刚度、有效温度范围和低温特性。一些实施例提供了从RAS中提取的粘合剂在沥青中的用途。某些实施例提供了添加添加剂以使再循环沥青的潜在有害低温效应最小化，同时允许在高温下具有较高的刚度。

本文提供的标题仅为方便阅读，不应理解为是一种限制。

缩写、首字母缩写和定义

“老化”是指存在于再生沥青中或从再生沥青中回收的沥青或粘合剂。由于老化和暴露于室外天气，老化的粘合剂与原始沥青或原始粘合剂相比具有高粘度。术语“老化”还指使用本文所述的实验室老化测试方法(例如，RTFO和PAV)老化的原始沥青或原始粘合剂。“老化”还可以指硬质、劣质或不合规范的原始沥青或原始粘合剂，特别是环球软化点大于65℃(EN 1427)且在25℃(EN 1426)下渗透值小于或等于12dmm的原始粘合剂。

“骨料”和“建筑骨料”是指用于铺路材料和路面应用的颗粒状矿物材料，例如石灰岩、花岗岩、暗色岩、砾石、碎砾石砂、碎石、碎岩和矿渣。

“抗老化添加剂”是指甾醇或甾醇混合物，其可与老化的粘合剂结合来延缓沥青或粘合剂的老化速率，或来修复或更新老化的沥青或老化的粘合剂，以提供原始沥青或原始粘合剂的部分或全部原始特性。

“沥青”是指粘合剂和骨料以及可选的适于与骨料和粘合剂混合的其它组分。根据当地的用法，术语“沥青混合物”或“混合物”可与术语“沥青”互换使用。

“沥青路面”是指压实的沥青。

“粘合剂”是指高粘度液体或半固体形式的石油。“粘合剂”可以包括例如柏油。术语“沥青粘合剂”可与术语“粘合剂”互换使用。

“柏油”是指一类黑色或深色的(固体、半固体或粘性的)胶结物质，其是天然的或经加工的，主要由高分子量烃类组成，其中典型的有沥青(asphalts)、焦油、树脂(pitches)和沥青质。

黑色空间图(Black Space Plot)或黑色空间图表(Black Space Diagram)是流变学数据图的术语，其中复数模量绘制在Y轴上，相位角绘制在X轴上。研究人员使用这些图来对老化对粘合剂的影响分级，以及对添加剂(包括作为再生添加剂销售的添加剂)对粘合剂的影响分级。随着粘合剂老化，粘合剂刚度模量增加，并且随着粘合剂变得更脆，粘合剂相位角减小。在给定温度下，较低的相位角与粘合剂变得更有弹性和更低粘性有关。

当相对于含有甾醇的材料使用时，“粗”是指未经完全精炼并且还可以含有除甾醇外的其他组分的甾醇。

“M-临界”或“蠕变临界”等级是指粘合剂的低温松弛等级。蠕变临界温度是根据ASTM D6648弯曲蠕变刚度与蠕变时间的斜率的绝对值为0.300的温度。或者，可以通过4mm动态剪切流变仪(DSR)测试或弯曲梁流变仪(BBR)来测定刚度临界温度和蠕变临界温度。

“净”或“原始”粘合剂是尚未在沥青路面或沥青瓦中使用或未从沥青路面或沥青瓦中再循环的粘合剂，其可包括性能等级粘合剂。

“PAV”是指加压老化容器。PAV用于模拟如ASTM D6521-13(使用加压老化容器(PAV)进行沥青粘合剂的加速老化的标准做法)中所述的沥青或粘合剂的加速老化。

当相对于甾醇或甾醇混合物使用时，“纯”意指至少具有工业级纯度或至少具有试剂级纯度。

“再生沥青”和“再循环沥青”是指RAP、RAS和来自旧路面、瓦制造废料、屋顶毡和其他产品或应用的再生粘合剂。

“再生沥青路面”和“RAP”是指已从先前使用的道路或路面或其他类似结构中移除或挖掘，并且通过任何各种已知的方法(包括碾磨、撕碎、破碎、粉碎或磨碎)加工以重复利用的沥青。

“再生沥青瓦”和“RAS”是指来自包括屋顶拆除、制造废弃沥青瓦和消费后废料等来源的瓦。

“RTFO”是指旋转薄膜烘箱(Rolling Thin Film Oven)。RFTO用于模拟如ASTMD2872-12e1(热和空气对沥青移动膜的影响的标准测试方法(旋转薄膜烘箱测试))中所述的粘合剂的短期老化。

“S-临界”或“刚度临界”等级是指粘合剂的低温刚度等级。刚度临界温度是根据ASTM D6648测试，粘合剂的弯曲蠕变刚度值为300MPa的温度或通过如弯曲梁流变仪测试(Bending Beam Rheometertest)或4mm DSR测试确定的温度(如ΔTc中所述)。

SHRP是指在1993年推出了新的粘合剂规范的公路战略研究计划(StrategicHighway Research Program)。

“软化剂”是指低粘度添加剂，其使再循环粘合剂在沥青生产加工中容易(或促进)混合并掺入原始粘合剂中。

表格和图中使用“温度(Temp)”作为温度一词的缩写。

“ΔTc”是指当从低温刚度临界温度中减去低温蠕变或m值临界温度时获得的值。4mm动态剪切流变仪(DSR)测试和分析程序如Sui，C.，Farrar，M.，Tuminello，W.，Turner，T.，A New Technique for Measuring low-temperature Properties of AsphaltBinders with Small Amounts of Material，Transportation Research Record：No1681，TRB 2010中所述。还参见Sui，C.，Farrar，M.J.，Harnsberger，P.M.，Tuminello，W.H.，Turner，T.F.，New Low Temperature Performance Grading Method Using 4mm ParallelPlates on a Dynamic Shear Rheometer.TRB Preprint CD，2011，和Farrar，M.，et al，(2012)，Thin Film Oxidative Aging and Low Temperature Performance GradingUsing Small Plate Dynamic Shear Rheometry：An Alternative to Standard RTFO，PAV和BBr.Eurasphalt&Eurobitume 5th E&E Congress-2012 Istanbul(pp.Paper O5ee-467).Istanbul：Foundation Euraspalt.

除非另有说明，否则所有重量、份数和百分比均基于重量。

粘合剂

目前的沥青铺路实践涉及使用高百分比的RAP和RAS作为铺路的沥青中的组分。通常，RAP浓度可以高达铺路混合物的50wt.％，并且RAS浓度可以高达铺路混合物的6wt.％。RAP的典型粘合剂含量在5-6wt.％范围内，RAS的典型粘合剂含量在20-25wt.％范围内。因此，含有50wt.％RAP的粘合剂将含有占最终粘合剂混合物的2.5％至3％的RAP粘合剂，含有6wt.％RAS的粘合剂混合物将含有占最终粘合剂混合物的1.2％至1.5％的RAS粘合剂。在许多情况下，RAP和RAS都组合在粘合剂混合物中；例如，可以将20％至30％的RAP和5％至6％的RAS掺入粘合剂混合物中。基于RAP和RAS的典型沥青粘合剂含量，含有20％至30％RAP和5％至6％RAS的沥青粘合剂可以生产2％的来自RAP和RAS组合的粘合剂至多达3.3％的来源于RAP和RAS组合的粘合剂。由于典型的沥青铺路材料将含有约5.5％的总柏油，因此柏油混合物中可以存在约36％至多达60％的总柏油来自这些再循环来源。

这些再生来源中的柏油相对于柏油混合物中使用的原始粘合剂的特征如表1所示。

表1

表2显示了用原始粘合剂和回收自消费后废弃瓦的柏油生产的样品在不同老化时间后的高温和低温特性。表2还显示了含有RAP和RAS的混合物的高温和低温特性。这些混合物中，一些经历了长期实验室老化，一些来自实地核心。

表2

表1和表2显示了掺入高粘合剂替代水平的再循环材料(特别是源自消费后废弃瓦的材料)的影响。数据证明了将添加剂掺入柏油和柏油混合物中以减轻这些再循环组分对柏油的影响并延缓最终混合物中全部柏油的进一步氧化老化的合理性。表2的最后三行表明，离空气混合物界面越远，对ΔTc参数的影响越小。该参数可用于评估老化对粘合剂特性的影响，更具体地是老化对粘合剂松弛特性的影响；松弛特性由称为“低温蠕变等级”的特性来表征。

2011年发表的研究表明，基于从实地核心的回收的粘合剂数据，ΔTc可用于鉴定路面何时达到非载荷相关混合物开裂的危险点，并且还可用于鉴定何时达到潜在故障极限。在该研究中，作者从蠕变或m-临界温度中减去刚度临界温度，因此对于具有较差性能特性的粘合剂计算得到的ΔTc值为正。自2011年以来，业界研究人员已约定颠倒减法的顺序，因此当从刚度临界温度中减去m-临界温度时，对于表现出较差性能特性的粘合剂计算得到的ΔTc值为负。业界普遍认为，性能较差的粘合剂会随着性能的降低而变得更负，这似乎更直观。因此，如今在行业中，如本申请中所使用的，ΔTc预警极限值为-3℃，潜在故障值为-5℃。

两次联邦公路管理局专家工作组会议的报告显示，从实地测试项目中回收的粘合剂的ΔTc值与疲劳开裂相关的路面损坏严重度之间存在相关性。此外，已经表明，当将用于构建这些实地测试项目的粘合剂经40小时PAV老化时，ΔTc值显示出路面损坏关于疲劳开裂的相关性，特别是自上而下的疲劳开裂，这通常被认为是由柏油混合物表面的粘合剂松弛损失造成的。

因此，希望获得具有柏油材料的柏油混合物，柏油混合物对过度负的ΔTc值的发展具有降低的敏感性。

表1中的数据显示，在精炼厂生产的典型原始粘合剂在PAV老化40小时后可以维持大于-3℃的ΔTc。此外，表1中的数据显示从RAP回收的粘合剂可具有小于-4℃的ΔTc值，并且应评估新柏油混合物中高RAP水平的影响。此外，关于将RAS掺入柏油混合物的整体影响，需要额外审查RAS回收的粘合剂的ΔTc的极端负值。

表2显示，可以在实验室老化下使柏油混合物老化，然后从混合物中回收粘合剂并测定回收的粘合剂ΔTc。AASHTO R30中柏油混合物的长期老化方案规定在85℃下压实混合物老化5天。一些研究已将老化时间延长至十天，以研究更严重老化的影响。最近，在135℃下使松散的柏油混合物老化12和24小时，并且在一些情况下甚至已提出将更长的时间段作为压实混合物老化的替代方案。这些老化方案的目标是产生快速的粘合剂老化，其类似于典型的使用超过五年并且更理想地使用8到10年的实地老化。例如，已显示，对于使用了大约八年的混合物，来自路面的顶部1/2英寸的再生沥青或再循环沥青的ΔTc比在135℃下老化12小时更严重，但是没有在135℃下老化24小时严重。

表2前两行的数据显示了为什么含有再循环产品的混合物的长期老化很重要。从未老化的混合物(第1行)中回收的粘合剂的ΔTc为-1.7℃，而从老化5天的混合物中回收的粘合剂的ΔTc为-4.6℃。

抗老化添加剂

所公开的抗老化添加剂优选地能够改变(例如，降低或延缓)沥青粘合剂老化速率，或能够修复或更新老化或再循环的粘合剂，以提供原始沥青粘合剂的一些或全部特性。例如，粗甾醇可以改变或改善物理和流变学特征，例如沥青粘合剂的刚度、有效温度范围和低温特性。

在一些实施例中，抗老化添加剂属于三萜类化合物类，特别是甾醇或甾烷醇。所公开的甾醇(例如，三萜类化合物)可以有效地作用于沥青质。沥青质包括具有一定水平不饱和度的广泛稠环系统。典型粘合剂的沥青质含量可以为小于10％至大于20％。沥青质通常被描述为不溶于正庚烷的物质。确切结构是未知的，并且基于不同粘合剂的性能表现，任何两种粘合剂(尤其是来自不同粗来源的粘合剂)中的沥青质结构不太可能相同。沥青质赋予粘合剂其颜色和刚度，并且随着粘合剂的老化，沥青质的含量增加。因此，添加RAP和/或RAS导致沥青质含量增加。沥青质含量增加以及其他氧化产物(例如，羰基化合物和亚砜)是造成柏油混合物硬化及其最终故障的原因。由于沥青质特有的化学性质，沥青质不易溶于脂肪族化学物。芳香族溶剂将很容易溶解沥青质，芳香族工艺油已用于再循环混合物。然而，这些油可能含有多核芳香族化合物(包括所列出的潜在致癌物质)，因此不是理想的添加剂。大多数植物基油是具有一定水平不饱和度的直链或支链烃，因此在延缓老化方面不如其在对混合物中的全部粘合剂的软化方面有效。

三萜类化合物是一类重要的植物天然产物，其包括甾醇、三萜皂苷和相关结构。三萜类化合物可以是天然的或合成的。通常，其通过从植物材料中提取而获得。用于分离三萜类化合物的提取加工在例如国际申请WO 01/72315 A1和WO 2004/016336 A1中进行了描述，其公开内容分别以引用的方式整体并入本文。

三萜类化合物包括植物甾醇和植物甾烷醇。所公开的三萜类化合物是指本文提及的非酯化形式的任何植物甾醇。

示例性纯植物甾醇包括：菜油甾醇、豆固醇(stigasterol)、豆甾醇、β-谷甾醇、Δ5-燕麦甾醇(Δ5-avenosterol)、Δ7-豆固醇、Δ7-燕麦甾醇(Δ7-avenosterol)、菜子甾醇或其混合物。在一些实施例中，甾醇共混物含有β-谷甾醇作为纯甾醇。在其他实施例中，甾醇共混物含有纯甾醇的混合物。可商购的纯甾醇和纯甾醇的混合物包括可从MPBiomedicals(目录号02102886)获得的称为β-谷甾醇(β-谷甾醇～40-60％；菜油甾醇～20-40％；豆甾醇～5％)的那些。在一些实施例中，纯甾醇可以含有至少70wt.％的甾醇，并且在一些实施例中可以具有至少80wt％，至少85wt％，或至少95wt％的甾醇。

示例性粗植物甾醇包括含有大量甾醇的改性或未改性的天然产物，包括多种植物来源，例如玉米油、小麦胚芽油、洋菝契根、大豆树脂和玉米油树脂。例如，妥尔油树脂在由木材(特别是松木)制备纸的加工中获得的。妥尔油树脂是一种极其复杂的材料，可含有树脂、脂肪酸、氧化产物和酯化物质，其中相当一部分是甾醇酯。植物来源的粗甾醇价格低廉，因为它们是从各种制造加工留下的渣滓或尾渣。

在一些实施例中，粗甾醇来源包括：豆甾烯醇、β-谷甾醇、菜油甾醇、麦角甾醇、菜子甾醇、胆甾醇和羊毛甾醇或其混合物。在一些实施例中，粗甾醇来源包括：大豆油、玉米油、米糠油、花生油、葵花籽油、红花油、棉籽油、菜籽油、咖啡籽油、小麦胚芽油、妥尔油和羊毛脂。在一些实施例中，粗甾醇包括生物衍生来源或生物衍生来源的部分蒸馏残余物。在一些实施例中，粗甾醇来源包括妥尔油树脂、大豆油或玉米油。

来自所公开的植物来源的任何油尾渣或树脂都是合适的粗甾醇来源。美国专利2,715,638(1955年8月16日，Albrecht)公开了一种从妥尔油树脂中回收甾醇的方法，其中通过中和方法除去脂肪酸杂质。然后，将甾醇酯皂化；然后回收游离甾醇并用异丙醇洗涤并干燥。

优选从植物来源获得粗甾醇。粗甾醇可包括除所需的甾醇或多种甾醇之外的组分。粗甾醇的示例性植物来源包括：妥尔油树脂、粗妥尔油、甘蔗油、热井浮渣、棉籽树脂、大豆树脂、玉米油树脂、小麦胚芽油或黑麦胚芽油。在一些实施例中，妥尔油树脂是粗甾醇的来源。妥尔油树脂可包含约30％至40％的未皂化分子。未皂化物是不与碱性氢氧化物反应的分子。妥尔油树脂中残留的脂肪和松香酸容易与氢氧化钾或氢氧化钠反应，因此可以容易地将未皂化物分离。已经表明，45％的未皂化物部分可包括谷甾醇。因此，妥尔油树脂样品可含有约13.5wt.％至18wt.％的甾醇分子。在一些实施例中，粗甾醇可以具有小于食品级的纯度(例如，小于85wt.％的甾醇)或含有多于85wt.％的甾醇，但还可以含有杂质或污染物，杂质或污染物使得该材料不适于在食品中使用。

在一些实施例中，粗甾醇可以是动物来源的，例如胆甾醇。本文所示的胆甾醇具有与植物甾醇相似的效果。

添加到沥青中的粗甾醇可以例如为沥青中原始粘合剂的约0.5wt％至约15wt％、约1wt％至约10wt％，或约1wt％至约3wt％。

在一些实施例案中，粗甾醇可以改变、减少或延缓含有粘合剂的再循环柏油材料的流变学特性的降解，该再循环柏油材料包括诸如RAS、RAP、REOB的软化剂，原始石蜡或环烷基油，未处理或未重新精炼的废排放油或废机油材料，真空塔沥青扩展剂，石蜡油或环烷加工油或润滑基础油。在一些实施例中，当在沥青或沥青路面中使用时，随着沥青或沥青路面老化，粗甾醇保持ΔTc值大于或等于-5℃。

在一些实施例中，粗甾醇可以为沥青粘合剂提供大于或等于-5.0℃的ΔTc。在一些实施例中，粗甾醇可以提供在40小时PAV老化之后ΔTc大于或等于-5.0℃的沥青粘合剂。在其他实施例中，当与经历类似老化的不含粗甾醇的沥青粘合剂相比，所公开的粗甾醇可以提供老化后具有较小的负性的ΔTc值和降低的R值的沥青粘合剂。

应当注意，除了上述诸如妥尔油树脂的粗甾醇之外，如本文所用，不被“粗”字限定的术语或短语可以认为是纯甾醇。术语“混合甾醇”或“甾醇共混物”或“共混的甾醇”或语法上等同的短语可互换使用以指纯甾醇。

软化剂和其他添加剂

可用于粘合剂的软化剂包括废机油和可进一步加工以提供REOB的废机油。REOB是一种低成本的软化添加剂和沥青扩展剂，其从废机油在真空或大气压条件下蒸馏后残留的残留材料中获得。来自重新精炼加工的蒸馏馏分被转化为新的用于车辆的润滑油，但由于存在来自内燃机的金属和其他颗粒，底部残留物没有可用的市场。这些底部残留物还含有石蜡烃和掺入到原始润滑油中的添加剂。多年来，一些公司将REOB用作沥青扩展剂，但这种用法是小范围的。

更多的废机油被重新精炼，因此更多的REOB被出售到沥青粘合剂市场。使用REOB可能导致柏油混合物在老化时ΔTc值为-4℃或更低，因此路面性能差。当将REOB以低至5wt.％的水平添加入到一些沥青中时，经40小时PAV老化后得到的ΔTc可以为-5℃或更低(即，更负)。从通过金属测试显示含有REOB的实地混合物回收的粘合剂比相同老化、相同骨料并在相同时间铺砌但不含REOB的实地混合物表现出更严重的损坏。

所公开的粗甾醇可以减轻废机油(例如，REOB)对ΔTc的影响(例如，如使用40小时PAV老化所评估的)并且更新或延缓再循环沥青的老化速率。

所公开的粗甾醇也可以用于减轻其表现类似于REOB的其他软化剂的影响。换而言之，其他软化剂是老化时ΔTc值为-4℃或更低而导致路面性能差的软化剂。这些其他软化剂包括：合成或原始润滑油(例如，来自ExxonMobil公司的MOBIL^TM1合成油和来自Chevron美国公司的HAVOLINE^TM10W40油)、原始石蜡或环烷基油、未经处理或未经重新精炼的废排放油或废机油材料、真空塔沥青扩展剂(来自重新精炼用过的机油的不可蒸馏馏分)和石蜡或环烷工艺油。

应该注意，诸如生物衍生软化剂的软化剂(例如，Cargill的1103和ArizonaChemical的RS1100)可以软化沥青粘合剂，而不会像REOB那样对沥青粘合剂产生不利影响。粗甾醇可以保留这些生物衍生软化剂的大部分有益软化。

沥青还可含有除所公开的甾醇之外的其它组分。这些其他组分可以包括弹性体、非柏油粘合剂、粘合促进剂、软化剂、再生剂和其它合适组分。

有用的弹性体包括，例如，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、反应性乙烯三元共聚物(例如ELVALOY^TM)、丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段三元共聚物、异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段三元共聚物、氯丁二烯聚合物(例如，氯丁橡胶)等。固化弹性体添加剂可包括研磨的轮胎橡胶材料。

在一个实施例中，粘合剂包括粘合剂的共混物。在某些实施例中，粘合剂共混物包括原始粘合剂和从再生沥青中提取的粘合剂。例如，从RAS材料提取的粘合剂可以从制造商沥青瓦废料提取，从消费者沥青瓦废料提取，或从提取自制造商和消费者沥青瓦废料的粘合剂的混合物中提取。在某些实施例中，粘合剂共混物可包括约60wt％至约95wt％的原始粘合剂和约5wt％至约40wt％的提取自再生沥青(例如RAS)的粘合剂。在某些实施例中，粘合剂共混物包括添加原始沥青的约0.5wt％至约15.0wt％的抗老化添加剂。在某些实施例中，粘合剂共混物可包括添加约0.2wt％至约1.0wt％的抗老化添加剂。已显示，抗老化添加剂改善了含RAS的沥青粘合剂共混物的高温和低温特性以及低温端和高温端的PG分级。

可以通过将粗甾醇与原始粘合剂混合或共混以形成混合物或共混物来制备沥青粘合剂。可以将混合物或共混物添加到再循环沥青材料(例如，RAS和/或RAP)和骨料中。本领域技术人员将理解，任何添加和混合组分的顺序都是可能的。可以通过施加机械或热对流来制备沥青。在一个方面，制备沥青的方法涉及在约100℃至约250℃的温度下将粗甾醇与原始沥青混合或共混。在一些实施例中，在约125℃至约175℃，或180℃至205℃的温度下将粗甾醇与原始沥青混合。在一些实施例中，将沥青与沥青、粗甾醇和软化剂混合。在其他实施例中，将沥青与沥青，RAS、RAP或RAS和RAP的组合，粗甾醇和骨料混合。

除了许多标准测试之外，可以根据ASTM规范和试验方法来表征所公开的沥青。例如，可以使用流变测试(即，动态剪切流变仪、旋转粘度和弯曲梁)来表征所公开的沥青和粘合剂。

在低温(例如，-10℃)下，路面需要抗裂性。在环境条件下，刚度和疲劳特性很重要。在高温下，当沥青变得太软时，道路需要抵抗车辙。沥青行业已经建立标准以鉴定粘合剂的流变特性，流变特性与三种常见温度条件下可能铺砌的道路表面性能相关。

为了确定ΔTc参数，可以使用如上所述的4mm动态剪切流变仪(DSR)测试程序和数据分析方法。

也可以使用基于AASHTO T313或ASTM D6648的BBR测试程序来确定ΔTc参数。重要的是，当使用BBR测试程序时，在足够数量的温度下进行测试，使得对于300MPa的刚度故障标准以及0.300的蠕变或m值故障标准，获得如下结果：一个结果低于故障标准和一个结果高于故障标准。在一些情况下，对于ΔTc值小于-5℃的粘合剂，这可能需要在三个或更多个测试温度下进行BBR测试。当不符合上述BBR标准要求时，根据数据计算的ΔTc值可能会不准确。

可以鉴定其他抗老化添加剂，优选地能够改变(例如，降低或延缓)粘合剂老化速率，或能够修复或更新老化或再循环粘合剂，以提供原始粘合剂的一些或全部特性的抗老化添加剂。例如，可以测定含有添加剂的沥青老化后的ΔTc；还分析了没有添加剂的沥青的ΔTc，并且比较了有和没有添加剂的沥青老化之后的两个ΔTc的结果。可以鉴定抗老化添加剂为，含该添加剂的沥青在PAV老化40小时后具有比没有该添加剂的沥青高出至少25％的较高的ΔTc，或在PAV老化60小时后具有比没有该添加剂的沥青高的ΔTc。

在一些实施例中，该添加剂可以提供在PAV老化40小时后比没有该添加剂的沥青高出至少35％，至少45％的较高的ΔTc。在一些实施例中，该添加剂可以提供在PAV老化60小时后比没有该添加剂的沥青高出至少25％，至少35％或至少45％的较高的ΔTc。

在一个实施例中，鉴定抗老化添加剂的方法可以包括使用例如PG 64-22，其在PAV老化40小时后ΔTc为-5℃或更大(例如-4℃，-3℃等)。可以将约8％的重新精炼机油底部残留物或约5％的石蜡基油加入PG 64-22中，RTFO老化，PAV老化20、40和60小时，并在每个老化步骤后使用BBR或4mm DSR测定ΔTc。然后添加约5％或制造商推荐量的添加剂到PG 64-22和8％的重新精炼机油底部残留物或5％的石蜡基油中。RTFO老化后进行20、40和60小时PAV老化，并在使用BBR或4mm DSR测定每个老化步骤后的ΔTc。如果PAV老化40小时后ΔTc高出含有REOB或石蜡基油但没有再生添加剂的样品至少205％，则添加剂应当被认为在所使用的剂量水平抗老化。PAV老化60小时后，如果PAV老化60小时后的ΔTc高于含有REOB或石蜡基油但没有再生添加剂的样品，则添加剂应当被认为在所使用的剂量水平抗老化。

路面的表面特征及其变化可以反映在沥青上。可以使用原子力显微镜(AFM)来测定这些表面特征。AFM如以下所述，例如：R.M.Overney，E.Meyer，J.Frommer，D.Brodbeck，R.Lüthi，L.Howald，H.-J.Güntherodt，M.Fujihira，H.Takano，和Y.Gotoh，“FrictionMeasurements on Phase-Separated Thin Films with a Modified Atomic ForceMicroscope”，Nature，1992，359，133-135；E.zer Muhlen和H.Niehus，“Introduction toAtomic Force Microscopy and its Application to the Study of LipidNanoparticles”，Particle and Surface Characterization Methods(由R.H.Muller和W.Mehnert编，德国医学科学出版社(Medpharm Scientific Pub)，斯图加特(Stuttgart)，1997年)中的第7章；和H.Takano，J.R.Kenseth，S.-S.Wong，J.C.O’Brien，M.D.Porter，“Chemical and Biochemical Analysis Using Scanning Force Microscopy”，ChemicalReviews 1999，99，2845-2890。

AFM是一种在原子和分子水平上提供高分辨率的三维成像的扫描显微镜。AFM可用于地形成像和力测量。地形成像涉及扫描跨样品表面的悬臂/尖端。激光束从悬臂的背面反射，并且利用位敏光电二极管检测器检测悬臂偏转的微小变化。通过系统电子设备处理该偏转以确定样品表面上的拓扑高度变化。原子力显微镜的基本原理以及地形和摩擦信号的来源在以下进行了描述：Overney et al.“Friction Measurements on Phase-SeparatedThin Films with a Modified Atomic Force Microscope”，Nature，1992，359，133-135(1992)；Muhlen et al.“Introduction to Atomic Force Microscopy and itsApplication to the Study of Lipid Nanoparticles”；第7章“Particle and SurfaceCharacterization Methods，R.H.Muller和W.Mehnert编，德国医学科学出版社(MedpharmScientific Pub)，斯图加特(Stuttgart)，1997年；和Takano et al.“Chemical andBiochemical Analysis Using Scanning Force Microscopy”，Chemical Reviews 1999，99，2845-2890(1999))。

表面缺陷可以测量为表面粗糙度，表示为图像表面上的平均粗糙度，基于以μm表示的延伸出样品表面的粗糙度的平均高度，并且其中缺陷面积(即，样品的非光滑平面)以μm2表示并以图像面积的百分比表示(例如，作为400μm²图像面积的百分比)。AFM可用于确定粗甾醇对沥青的影响，如同在上述国际申请号PCT US2016/37077和由此提交的代理人案卷号ALM0019/WO/2中使用。

在一些实施例中，一种用于鉴定沥青中的老化并减缓老化或修复老化的沥青的方法，该方法包括：分析沥青存在或不存在表面缺陷，其中如果检测到最小表面缺陷，则确定为沥青老化；并且将甾醇和原始粘合剂添加到老化的粘合剂中，以减小或减缓老化。在一些实施例中，老化的沥青包括再循环沥青、软化剂和再生剂。例如，一些沥青包括RAS、RAP、REOB、原始石蜡或环烷基油、未经处理或未经重新精炼的废排放油或废机油材料、真空塔沥青扩展剂、石蜡或环烷工艺油和润滑基础油。在一些实施例中，含甾醇的沥青的平均粗糙度为1.5μm至350μm，3.6μm至232μm或10μm至230μm。

在以下非限制性实施例中对本申请进行了进一步说明，其中除非另有说明，所有份数和百分比均以重量计。

实施例1

为了研究抗老化添加剂的功效，生产四种粘合剂，并按ASTM D65217在PAV(加压老化容器)中老化20和40小时。

通过在187.8℃-204℃(370°F-400°F)的温度下在1加仑罐中用低剪切Lightning混合器将组分混合约30分钟来生产粘合剂。全部所使用的粘合剂的测试结果如表3所示。

样品#1由与20％从制造废弃瓦(从Recovery Technology Solutions(RTS)，沙科皮(Shakopee)，明尼苏达州(MN)获得)中回收的粘合剂共混的80％PG 52-34组成，并且不含甾醇。

样品#2由与10％从消费后废弃瓦(从Recovery Technology Solutions(RTS)，沙科皮(Shakopee)，明尼苏达州(MN)获得)中回收的粘合剂共混的90％PG 58-28组成，并且不含甾醇。

样品#3由以下组分组成：75％常规PG 52-34粘合剂，20％从制造废弃瓦(从Recovery Technology Solutions(RTS)，沙科皮(Shakopee)，明尼苏达州(MN)获得)中回收的粘合剂，以及5％从MP Biomedicals(目录号02102886)获得的称为β-谷甾醇的混合甾醇(β-谷甾醇～40-60％；菜油甾醇～20-40％；豆甾醇～5％)。

样品#4由以下组分组成：72.5％常规PG 58-28粘合剂，20％从消费后废弃瓦(从Recovery Technology Solutions(RTS)，沙科皮(Shakopee)，明尼苏达州(MN)获得)中回收的粘合剂，以及7.5％从MP Biomedicals(目录号02102886)获得的称为B-谷甾醇的混合甾醇(β-谷甾醇～40-60％；菜油甾醇～20-40％；豆甾醇～5％)。

粘合剂在未老化条件下的高温粘合剂等级是当根据ASTM D7175测试时粘合剂刚度等于1千帕(kPa)的温度。粘合剂在所有其他老化条件下的高温刚度等级是当根据ASTMD7175测试时粘合剂刚度等于2.2kPa的温度。该惯例符合典型的SHRP PG分级实践。表3中的结果显示，当样品中不存在甾醇时，高温等级增加速率比存在甾醇时更快。对于样品#1，20小时PAV后的高温刚度等级比样品#3高5.1℃。40小时PAV之后，差为6.5℃，或者在高温等级中高出一个完整的PG等级。对于不含甾醇的样品#2(仅含10％回收的瓦粘合剂)，20小时PAV后其高温等级比含有20％回收的瓦粘合剂和7.5％甾醇的样品#4高3.2℃，在40小时PAV后其刚度等级高5.8℃。对低温特性的影响范围相似。20小时PAV老化后，样品#4仍具有为1.3℃的正ΔTc，其有益差为2.9℃。40小时PAV老化后，样品#4的ΔTc为-1.9℃，其比样品#2好2.8℃。鉴于与样品#4相比，样品#2含有一半量的回收的瓦粘合剂，因此这些都是重大改进。表3中总结的数据显示，不仅甾醇的使用延缓了老化对低温特性(尤其是与m值相关的临界松弛特性)的影响，而且甾醇的添加还减缓了粘合剂的高温刚度随着老化而增加的速率。

表3

实施例2

为了评估使用混合甾醇是否可以减轻观察到的含REOB的过度的ΔTc结果，对三种粘合剂样品进行了评估。通过在300°F-325°F的温度下在1夸脱罐中用低剪切Lightning混合器混合约30分钟来生产样品。与如实施例1中的含回收的瓦粘合剂的样品相比，REOB样品需要更少的热量。

结果显示在表4中并绘制在图2中。

表4

随着粘合剂老化，含0％甾醇的样品的ΔTc值表现出最低ΔTc值。在40小时PAV老化时，5％和7.5％甾醇共混物二者的ΔTc结果均大于-3.0℃，然而0％甾醇共混物的ΔTc值为-6.5℃。

实施例3

为了评估使用混合甾醇是否可以减轻观察到的粘合剂中含REOB的过度的ΔTc结果，对三种样品进行了评估。通过在300°F-325°F的温度下在1夸脱罐中用低剪切Lightning混合器混合约30分钟来生产样品。与如实施例1中的含回收的瓦粘合剂的样品相比，REOB样品需要更少的热量。所用的混合甾醇与实施例1中所述的混合甾醇相同。

在该实施例中使用的粘合剂是在2006年建造的明尼苏达州(MN)奥姆斯特德县(Olmsted County)的县干线公路112(County Trunk Highway 112)研究项目中使用的四种粘合剂之一。对来自其他粗来源的三种其他粘合剂也使用相同的骨料共混物进行评估。含有MN1-4粘合剂的测试部分比其他测试部分表现差得多，而MN1-4含有REOB。没有具体提供REOB含量，但粘合剂的锌含量测试表明REOB含量将在8％至9％的范围内。

使用5％和7.5％甾醇生产使用MN1-4粘合剂的样品，并在20小时、40小时和60小时的PAV条件下老化。对于未老化，RTFO，20小时、40小时和60小时PAV老化条件，使用4mm DSR测试程序测量低温特性和ΔTc值。

表5显示了通过独立调查获得的全部损坏数据与CTH 112测试部分的40小时PAVΔTc数据的比较。还显示了5％和7.5％甾醇与MN1-4粘合剂共混并在PAV中老化40和60小时的测试结果。

表5中的数据也绘制在图4中。

表5

粘合剂MN1-2是一种聚合物改性的PG 58-34(由加拿大西部原油的共混物生产)；MN1-3是来自使用加拿大西部原油共混物的明尼苏达州精炼厂的PG 58-28粘合剂；MN1-4来自使用来自基尔库克(Kirkuk)的中东原油的共混物的德克萨斯州精炼厂，MN-1-1是PG 58-34。MN1-4含有REOB。

只有用5％和7.5％甾醇处理并在PAV中老化40和60小时的MN1-4样品全都显示出比经过40小时PAV的未处理的MN1-4更大(较小负性)的ΔTc值。在直接比较40小时PAV残留物的ΔTc值时，甾醇处理的MN1-4的值约为未处理的MN1-4粘合剂的一半。图4中显示的结果表明，如果5％的甾醇和REOB一起用于MN1-4中，则使用8年后的路面性能可与MN1-3粘合剂的性能相当。

实施例4

为了进一步评估甾醇对含有再生沥青粘合剂瓦的粘合剂的老化特征的作用，评估了四个样品：对照粘合剂和与商业生物衍生油共混的两种粘合剂，该商业生物衍生油被推广为用于与高水平RAP和/或RAS一起使用的再生添加剂。四种粘合剂为：

1.无添加剂的对照粘合剂PG 52-34

2.PG 52-34+5％混合甾醇

3.PG 58-28+5％Ingevity销售的EVOFLEX PC2106

4.PG 58-28+5％Arizona Chemical销售的RS1100

为了研究再生沥青瓦对粘合剂的老化特征的影响，使用上文详述的粘合剂来生产含有5％RAS的柏油混合物，使含有5％RAS的柏油混合物在135℃下经历24小时的松散混合老化。在该老化步骤之后，提取并回收粘合剂，测试低温特性并计算ΔTc。

通过在148.9℃-162.8℃(300°F-325°F)的温度下在1夸脱罐中用低剪切Lightning混合器混合约30分钟来生产样品。

生产的样品使得所有四种粘合剂的高温PG等级大致相同。因为使用5％生物衍生油通常会使高温PG等级降低6℃或更多，所以将PG 58-28粘合剂与PC2106和RS1100一起使用。

根据ASTM D7175或AASHTO T315的每种粘合剂的高温PG等级和如经过20小时PAV老化后由4mm DSR测试测定的低温特性如表6所示。

表6

表6中的数据显示，尽管使用生物衍生油生产样品时使用了两种不同的起始粘合剂，但高温PG等级几乎相同，实际上生物衍生油混合物的刚度略低。在20小时PAV老化程序之后，测定粘合剂的常规低温PG等级。

表6中的低温PG等级数据显示四种粘合剂全都符合-34的PG等级。因此，在生产含5％RAS的柏油混合物之前和进行24小时老化之前，已经用具有非常相似的高温和低温PG等级值的粘合剂来生产混合物。

此外，将每种未老化的粘合剂与典型的致密级骨料混合并添加5％RAS，该骨料适用于铺砌设计为承载300万等效单轴荷载(Equivalent Single Axel Loads，ESALs)的设计交通寿命的道路。5％的RAS含有足够的粘合剂以在混合物中提供约20％的粘合剂替代物。铺路材料混合物中这种水平的RAS目前是柏油铺路行业中广泛接受的做法。每3000克混合物是通过将5％的RAS与95％的公称最大粒径为12.5mm的骨料共混而成。混合物所需的总粘合剂含量为5.7％，但由于20％的粘合剂含量来自RAS，因此按总混合物的重量，每种粘合剂样品只添加4.56％。

在162.8℃(325°F)的目标温度下在桶式混合器中生产该混合物，混合时间为2分钟，然后将每种混合物以约18英寸×约12英寸×约2.5英寸厚的层置于盘中。混合物未压实，而是以松散状态放置在盘中。在135℃(275°F)下将盘置于Blue M型166强制通风炉中并在该温度下保持24小时。此后，移除混合物，使其冷却至室温，然后使用离心提取器以甲苯作为溶剂从混合物中提取粘合剂以移除该粘合剂。按照ASTM D7906-14(使用甲苯和旋转蒸发器从溶液中回收沥青粘合剂的标准做法)，使用Buchi旋转蒸发器来完成提取的沥青的回收。回收后，进行4mm DSR测试。使用4mm DSR测定从在135℃下老化24小时的混合物中回收的粘合剂的ΔTc特性。这些测试结果如表7所示。

表7

表7中的数据显示，经过40小时的PAV老化，四种粘合剂的低温S临界等级和m临界等级以及ΔTc特性之间几乎没有差异。然而，表8显示，当生产含RAS的混合物，使其老化，然后回收粘合剂并进行测试，很明显混有甾醇的粘合剂能够抵抗老化和粘合剂松弛损失，粘合剂松弛损失是老化的RAS混合物的特征。应进一步注意到，这种抗老化性不是用于生产混合物的基础粘合剂的作用。用于Evoflex PC2106和AZ Chemical RS1100的基础粘合剂是PG58-28，而对照粘合剂和用于甾醇共混物的粘合剂是PG 52-34。无论基础粘合剂如何，不含甾醇的样品具有显著地更高的高温PG值，并且ΔTc值几乎是甾醇共混物的两倍，如表8所示。

表8还显示，与表7中所示的刚度和m值临界数据相比时，24小时，135℃(275°F)条件对m值临界温度值的影响最大。另外，表8显示，植物甾醇添加剂的主要影响是其延缓由于老化引起的粘合剂松弛损失的能力。此外，PG 52-34对照粘合剂和用生物衍生油生产的粘合剂的高温PG等级相似，表明这些添加剂在高温或低温下没有起到再生材料的作用。

表8

甾醇共混物的高温等级比其他回收的粘合剂的高温等级低10℃至17℃，相当于甾醇共混粘合剂与其它粘合剂样品之间1.5和接近3的完整PG等级变化。使用20小时PAV老化的低温数据(表7)作为比较基础，刚度临界值增加3.6℃(PG 52-34对照)到多达8.9℃(RS1100共混物)，但m值临界值增加18.8℃(对于PG 52-34对照)、13.6℃(对于甾醇共混物)至23℃(对于两种生物衍生油共混物)。从该实施例得出的结论是，RAS的存在结合混合物老化更显著地影响松弛特性，与其它粘合剂相比，含有甾醇的混合物在高温和低温性能方面受影响都最小。

实施例5

发现，当经历长达60小时PAV老化时，与从使用加拿大原油的美国国内精炼厂获得的PG 64-22相比，来自使用Mayan原油的墨西哥Pemex精炼厂的PG 64-22沥青粘合剂的样品具有非常差的老化特性。通过将5％和7.5％混合的甾醇添加到称为Asphalto 64-22的墨西哥沥青粘合剂中来生产样品，并使用国内生产的PG 64-22生产类似的共混物。共对6个粘合剂样品进行了评估。如实施例1所述生产样品，并且所用的甾醇与实施例1中所述的相同。

1.无添加剂的Asphalto 64-22对照样品

2.Asphalto 64-22+5％混合甾醇

3.Asphalto 64-22+7.5％混合甾醇

4.无添加剂的国产PG 64-22对照样品

5.国产PG 64-22+5％混合甾醇

6.国产PG 64-22+7.5％混合甾醇

在未老化、RTFO、20小时PAV、40小时PAV和60小时PAV老化条件下测试粘合剂。测定高温和低温PG等级。使用前述的4mm DSR程序获得低温结果。按照ASTM D7175测定高温等级。基于4mm DSR数据，还测定了所有老化条件下的ΔTc结果。还从4mm DSR数据计算了流变指数，也称为R值。使用Iatroscan程序测量了粘合剂在所有老化条件下的成分数据，并根据该数据计算胶体指数。所有测试的数据总结在表9、表10、表11和表12中。

作为总体趋势，随着沥青粘合剂老化，由于松弛应力的能力降低，因此R值增加，并且由于沥青质的量增加而饱和烃保持几乎不变，并且环状化合物减少而树脂稍有增加，因此胶体指数降低。表9中的数据检验显示，随着含有0％、5％和7.5％甾醇的Asphalto 64-22粘合剂样品相继老化，R值增加，胶体指数降低。

表9

薄层色谱扫描仪(Iatroscan)测试结果

表10显示，每种甾醇剂量水平的ΔTc值稳定下降，但是对于5％和7.5％共混物则下降小得多。

表10

表11

表12

样品	老化条件	S临界	m临界	ΔTc
					Tank 6，64-22	<u>未老化</u>	-30.5	-32.7	2.2
Tank 6，64-22	RTFO	-27.1	-28.1	1.0
					Tank 6，64-22	20小时PAV	-24.9	-24.0	-0.9
Tank 6，64-22	40小时PAV	-23.7	-22.2	-1.4
					Tank 6，64-22	60小时PAV	-23.2	-18.6	-4.6

					Tk 6，64-22，5％谷甾醇	未老化	-29.5	-31.8	2.3
Tk 6，64-22，5％谷甾醇	RTFO	-27.1	-28.9	1.8
					Tk 6，64-22，5％谷甾醇	20小时PAV	-24.8	-25.3	0.5
Tk 6，64-22，5％谷甾醇	40小时PAV	-23.5	-23.4	-0.2
					Tk 6，64-22，5％谷甾醇	60小时PAV	-21.4	-20.0	-1.4

					Tk 6，64-22，7.5％谷甾醇	未老化	-30.5	-32.7	2.2
Tk 6，64-22，7.5％谷甾醇	RTFO	-26.9	-28.4	1.5
					Tk 6，64-22，7.5％谷甾醇	20小时PAV	-23.9	-25.2	1.4
Tk 6，64-22，7.5％谷甾醇	40小时PAV	-23.0	-22.1	-0.8
					Tk 6，64-22，7.5％谷甾醇	60小时PAV	-21.9	-20.7	-1.2

这些趋势如图5、6和7中所示。图5中绘制的数据显示了R值和胶体指数图之间的关系，对于0％甾醇共混物的每个胶体指数值，R值持续较高。5％和7.5％甾醇共混物的R值比0％甾醇共混物的相应R值低0.5或更低。数据还显示，20小时PAV老化后，7.5％甾醇共混物的R值较5％甾醇共混物有所下降，因此表明甾醇添加剂对Asphalto 64粘合剂存在剂量响应效应。由于胶体指数测定化学成分且R值测定流变学，因此这两个参数之间的高水平相关性表明甾醇的影响具有化学成分和流变学基础。

图6是基于Mayan原油的Asphalto 64-22以及基于加拿大原油的PG 64-22两者在0％、5％和7.5％甾醇水平，通过4mm DSR测试在未老化、RTFO、20小时PAV、40小时PAV和60小时PAV条件下获得的ΔTc数据的图。通过添加甾醇添加剂，显著改善了表现出ΔTc随着老化显著降低的Asphalto 64-22，并再次观察到Asphalto 64-22存在剂量响应效应，尽管最大的影响是在60小时PAV老化条件下观察到的。基于加拿大原油的PG 64-22，其没有关于ΔTc负值严重问题，也表现出随着老化ΔTc有一些改善，但效果不太明显。

这种甾醇添加剂对由于老化而表现出显著差异的沥青粘合剂的影响的比较分析表明，甾醇添加剂的益处最有可能是在随着老化而表现出ΔTc的这种大幅降低的沥青粘合剂中具有价值。

图7是基于加拿大原油的PG 64-22的R值与胶体指数的图。0％甾醇共混物显示出相比于5％和7.5％的共混物更高的R值。然而，甾醇共混物和对照0％共混物之间的差大约是Asphalto 64-22的差的一半。图8显示，通过比较含7.5％甾醇的Asphalto 64-22和不含添加剂的PG 64-22的R值与胶体指数，有可能使有严重老化问题的沥青粘合剂向具有最小老化问题的沥青粘合剂的特征靠近。

实施例6

实施例4显示，生物衍生油起到软化添加剂的作用，但当与混合物中的RAS结合时或当与从瓦中回收的沥青共混时，其对刚度降低的影响不持久。目前的实施例研究了，协同植物甾醇结合从瓦回收的沥青随后进行延长的老化的生物衍生油的软化特性是否将持续表现出生物衍生油的软化特性，或者这些性质将会像含非植物甾醇的粘合剂所观察到的那样被降解。

将20％瓦粘合剂的共混物添加到先前实施例中使用的PG 52-34粘合剂中。向该共混物中添加5％混合植物甾醇和2.5％生物衍生油。将共混物在PAV中老化长达40小时，并如前所述测定R值、低温刚度等级、m值等级和ΔTc。所用的混合甾醇如实施例1中所述。

表13显示了，添加2.5％生物衍生油到PG 52-34加5％甾醇加20％来自RAS的瓦粘合剂可以使老化粘合剂的低温特性接近不添加任何瓦粘合剂的PG 52-34粘合剂加5％甾醇样品相同的状态。共混物中的瓦粘合剂的存在导致在老化20和40小时后ΔTc值更负，但ΔTc值仍然是可接受的并且不接近普遍接受的ΔTc＝-5.0℃的潜在性能损坏点。在PAV老化20小时后，两种粘合剂的低温等级仍为-34级，并且对于两种共混物，PAV老化40小时后约为-33.5°。

表13

实施例7

为了研究粗甾醇来源是否可以产生与上述纯甾醇相同的结果，生产了如下所示的各种共混物，并按照ASTM D65217通过RFTO老化条件并且在PAV(加压老化容器)中老化20和40小时。妥尔油树脂从Union Camp以商品名Tallex获得。

1.PG 64-22加5％妥尔油树脂

2.PG 64-22加10％妥尔油树脂

3.PG 64-22，5％妥尔油树脂，8％REOB

4.PG 64-22，10％妥尔油树脂，8％REOB

通过在187.8℃-204℃(370°F-400°F)的温度下在1加仑罐中用低剪切Lightning混合器将组分混合约30分钟来生产共混物。

在高温进行初始测试以测定共混物的高温PG等级，并在所有四种老化条件下进行4mm DSR测试，以测定所有四种老化条件下共混物的刚度临界和m值临界低温PG等级。在所有四个老化条件下测定ΔTc，其通过从刚度临界低温值中减去m值临界低温值而获得。

表14

¹低温PG等级被确定为S临界温度与m值临界温度之间的最高温度。该表的检查显示，随着粘合剂老化，m值临界温度增加的速率比S临界温度更快。结果，ΔTc的值随着老化减小而变为较小正值，并且最终在PAV老化20小时后变为负。

²高温PG等级被确定为未老化的粘合剂达到1千帕的刚度或RTFO老化的样品达到2.2千帕的刚度的最低温度值。仅显示了未老化样品的数据，因为对于所讨论的所有样品，达到1千帕刚度的温度低于达到2.2千帕刚度的温度。

表14中的数据绘制并显示在图9中。与对照PG 64-22相比，所有共混物都具有降低的高温刚度值，即使在某些情况下仅降低了少量。

含妥尔油树脂(5％(R-0/T-5/S-0)和10％(R-0/T-10/S-0))的共混物表现出降低的高温刚度值，正如随着添加软化添加剂所预期的那样。含妥尔油树脂加REOB的共混物显示出高温刚度的进一步减小，这也是由于REOB的刚度降低特性而预期的。由于随着8％REOB的添加而甾醇含量增加，含REOB的甾醇共混物也显示出减小的高温刚度等级。

随着粘合剂共混物从无添加剂(R-0/T-0/S-0)变为含有最多量的添加剂的共混物(R-8/T-10/S-0)，高温粘合剂刚度等级呈线性下降。这意味着只有REOB和妥尔油树脂的软化效果才是高温刚度等级降低的原因。表15中显示的仅含8％REOB和0，5和10％妥尔油树脂的共混物数据的R²值为0.99，用于预测高温刚度等级为妥尔油树脂百分比的线性函数，如图所示10。

随着粘合剂共混物从无添加剂(R-0/T-0/S-0)变为含8％REOB的共混物，并且从无甾醇(R-8/T-0/S-0)变为含8％REOB和递增水平的甾醇(2.5％，5％，7.5％)的共混物，高温粘合剂刚度等级呈二阶下降。二阶关系的R²也是0.99。表15和表16中显示的信息的数据图如图10所示。

图10中所示的数据表明，对于含8％REOB的等量妥尔油树脂或甾醇，与当使用妥尔油树脂时相比，当使用甾醇时粘合剂的高温刚度等级的降低速率较慢。纯甾醇共混物的二阶函数性质也表明了PG 64-22中甾醇和REOB之间相互作用。

表15

表16

高温刚度的这些相似性反映了未老化状态。这些共混物的长期性能特性是通过检测老化发生后的低温特性获得的。对图9的进一步检测显示了以下结果，其关于当粘合剂老化时粘合剂的低温ΔTc特性。RTFO老化加20和40小时的PV老化后，含8％REOB的5％和10％的妥尔油树脂共混物显示出与含8％REOB的2.5％甾醇共混物类似的ΔTc特性。含8％REOB的5％甾醇共混物的40小时PAV残留物的ΔTc特性类似于前述样品20小时的特性。图11描绘了与RTFO老化条件相比在20小时PAV条件下粘合剂共混物的低温PG等级的增加，以及与20小时PAV老化条件相比在40小时PAV老化条件下粘合剂共混物的低温PG等级的增加。图11中的趋势显示，与RTFO至20小时PAV老化条件相比，含有妥尔油树脂的共混物随着粘合剂在PAV中老化20至40小时，低温PG等级的增加较少。无论REOB是否存在，情况都是如此。在PAV中老化20至40小时，仅含REOB的样品的低温PG等级增加50％以上，而40小时PAV低温等级增加5％，且含REOB的10％妥尔油树脂共混物维持仅含有REOB的共混物的20小时PAV残留物的低温等级增加。其中最有意思的趋势是，对于含REOB的2.5％、5％和7.5％的甾醇共混物，低温PG等级在20小时至40小时的变化显示，随着甾醇水平增加，低温等级变化水平降低。这是甾醇添加剂延缓老化能力的另一个指标。含甾醇的材料的这种影响是显着的，因为研究已表明，与20小时PAV老化相比，40小时PAV老化后长期性能与低温粘合剂特性更好地相关。

实施例8

为了研究用额外的甾醇富集妥尔油树脂是否可以产生与单独使用纯甾醇相当的结果，生产如下所示纯甾醇在妥尔油树脂中的共混物，并且按照ASTM D65217通过RFTO老化条件老化并且在PAV(压力老化容器)中老化20和40小时。从Union Camp获得妥尔油树脂。选用PG 64-22基础沥青加8％REOB来生产各种共混物。根据关于妥尔油树脂的文献，妥尔油树脂中合理的甾醇含量是15％。向妥尔油树脂中添加足够的纯甾醇，使得妥尔油树脂加纯甾醇共混物的10％添加将接近于2.5％、5％或7.5％的纯甾醇。经测定，85％妥尔油树脂和15％纯甾醇共混物的10％将接近沥青中相当于2.5％纯甾醇的甾醇负载量。类似地，10％的60％妥尔油树脂和40％纯甾醇的共混物将接近5％的纯甾醇负载量，并且10％的30％妥尔油树脂和70％纯甾醇的共混物将接近7.5％纯甾醇负载量。表17显示了共混物、老化条件、低温刚度临界温度、低温m临界温度、ΔTc值、低温PG等级和高温PG等级的信息。不对仅含8％REOB的PG 64-22进行60小时PAV老化。

在高温进行初始测试以测定共混物的高温PG等级，并在所有四种老化条件下进行4mm DSR测试，以测定所有四种老化条件下共混物的刚度临界和m值临界低温PG等级。在所有四种老化条件下测定ΔTc，其通过从刚度临界低温值中减去m值临界低温值而获得。比较表14中所示的2.5％、5％或7.5％的纯甾醇共混物的40小时PAV ΔTc结果与表17中所示的85/15、60/40和30/70的10％共混物的结果，提供了以下数据。2.5％纯甾醇共混物的ΔTc值为-5.20℃，而85/15的妥尔油树脂/纯甾醇的10％共混物的ΔTc值为-4.66℃；5％纯甾醇的ΔTc为-2.93℃，10％的60/40共混物的ΔTc为-3.57℃，以及7.5％纯甾醇的ΔTc为-2.05℃，10％的30/70共混物的ΔTc为-2.05℃。这些结果表明，在应用的妥尔油树脂加纯甾醇共混物中的甾醇水平与在规定剂量下使用纯甾醇相当。因此，使用10％或更少的这种甾醇浓缩妥尔油树脂可以得到相当的结果。

表17

实施例9

为了评估腰果壳液(Cashew Nut Shell Liquid，CNSL)和胆甾醇是否可以延缓沥青粘合剂的老化，如实施例2中那样混合下述的共混物：

PG 64-22、8％REOB和从荷兰的Van Weezenbeek Specialties获得的作为Rheofalt HP-EM销售的5％腰果壳液(CNSL)。据称，CNSL含有约10％的植物甾醇，并被推广为沥青再生剂。

PG 64-22、8％REOB和购自VWR scientific并由俄亥俄州(OH)索伦(Solon)的Amresco，LLC供应的5％实验室级胆甾醇。

所用的纯植物甾醇与实施例1中描述的相同。

使用PG64-22，使用0％、2.5％、5％和7.5％甾醇、5％CNSL或含8％REOB的5％胆甾醇来生产样品，并使用4mm DSR测试程序测试其在未老化、RTFO老化、20小时PAV老化、40小时PAV老化和60小时PAV老化条件下的低温刚度和m值临界温度。使用4mm DSR测试程序测量低温特性和ΔTc值。

数据显示在表18中并绘制在图13和图14中。

表18总结了PG 64-22产生的数据，以不含添加剂的PG 64-22作为基线。PG 64-22加8％REOB为阴性对照，PG 64-22+5％纯甾醇作为阳性对照。其他混合物使用PG 64-22+8％REOB+含有不同水平的纯甾醇、5％CNSL和5％胆甾醇的添加剂。当REOB与不同量的甾醇结合时，存在剂量响应效应，其中较大的甾醇量提供增加的老化效应延缓作用(如由参数ΔTc所量化的)。发现，在任何给定的老化期，随着剂量甾醇水平降低，ΔTc参数变得更负。此外，对于给定的甾醇剂量水平，随着粘合剂老化时间和过程的增加，ΔTc参数变得更负。ΔTc值变得越负，发生路面损坏的可能性就越大。

表18还显示，经过40小时PAV老化，8％REOB+5％CNSL共混物ΔTc与没有添加剂的8％REOB共混物的ΔTc相似，比含10％妥尔油树脂+8％REOB的共混物差2.38℃，并且比含5％妥尔油树脂+8％REOB的共混物差1.32℃。在20小时PAV老化点，CNSL共混物的ΔTc值已经比含8％REOB的5％或10％妥尔油树脂共混物差。

图13显示了仅对对未老化和旋转薄膜烘箱(RTFO)老化条件报告的不同样品的ΔTc趋势。如数据所示，当老化不那么严重时，对ΔTc的影响可忽略不计且ΔTc值大于零。从图13中的ΔTc数据可以观察到，没有老化或有最小老化的含有REOB的粘合剂的测试可以得出结论，REOB是一种在沥青混合物中将表现良好的材料。

图14显示了20、40和60小时压力老化容器(PAV)老化的样品的ΔTc趋势。如这些数据所示，对ΔTc的影响是显着的，且老化越严重则ΔTc越负。数据还显示，无REOB或无REOB加5％的纯甾醇，经过PAV老化40小时，产生了非常小的老化影响。数据显示，含有8％REOB和无甾醇或不同水平的纯甾醇的共混物受益于较大量的纯甾醇添加剂。尽管据报道，CNSL含有约10％的甾醇，但即使在20PAV老化条件下也没有什么有益的影响。随着老化持续40和60小时，CNSL共混物与仅含有8％REOB的共混物相匹配。将含有8％REOB和5％CNSL的共混物老化60小时，ΔTc值从-6.42℃降至-12.22℃或有效地使老化的负面影响加倍。根据在20小时和40小时PAV老化下含8％REOB的5％CNSL共混物和仅含8％REOB的共混物之间的数据趋势，可以合理地假设仅含8％REOB的共混物在60小时的PAV老化后将表现出接近-12℃的ΔTc值。

图14还显示了，在40和60小时老化条件下，PG 64-22+8％REOB和5％胆甾醇的共混物表现出了位于5％纯植物甾醇和7.5％纯植物甾醇数据之间的ΔTc结果。基于这些数据，结论将是，甾醇化学结构而不一定是甾醇材料的来源是这些材料延缓老化影响的重要驱动因素。

图15、图16和图17分别为RTFO、20小时PAV和60小时PAV粘合剂的黑色空间图。这种图的连续旨在显示粘合剂老化严重程度增加对所有共混物的影响，并且特别地关注于胆甾醇的益处，并且显示了随着老化从RTFO进展到PAV中60小时，相比与一些植物甾醇共混物和胆甾醇共混物(全都有8％的REOB添加到PG 64-22中)，CNSL共混物的性能相对较差。黑色空间图可以提供关于老化对粘合剂的影响的信息。在三幅图中，全都在45°的相位角下显示垂直线。45°相位角是很重要的，因为在该相位角下柏油的弹性和粘性模量相同。任何给定的粘合剂在未老化时其黑色空间曲线将最大。因此，45°相位角是方便参考点，用于当一系列粘合剂的老化条件相同时，比较老化对粘合剂的相对影响或比较添加剂对粘合剂的影响的相对影响。三幅图中还全都显示了在粘合剂刚度为1MPa的对数或对数值为6下的水平线。将不同粘合剂共混物的相位角在1MPa的一致值下进行比较。选择在1MPa(1E6Pa)的恒定复数模量下比较相位角是因为该刚度值大约介于为100MPa(1E9Pa)的沥青的典型最大刚度模量(也称为玻璃模量)和对于大多数所研究的粘合剂在25℃参考温度下为1000Pa(1E3Pa)的刚度模量之间。在1MPa的恒定刚度值下，较高的相位角表示老化较小的粘合剂，较低的相位角表示老化较严重的粘合剂。对图15-17的总体数据图的回顾表明，随着粘合剂老化从RTFO进展到60小时PAV，所有数据图都向45°的垂直相位角线和1MPa的水平模量线的交点靠近。

在45°的恒定相位角下G^*模量以及在1MPa的恒定剪切模量下相位角的RTFO粘合剂数据如表19所示。图编号值从在图15顶部处的图#1到数据迹线底部处的图#7呈降序排列。图15中所示的全部样品是含8％REOB的PG 64-22的RTFO残留物(除了旨在作为阳性对照的图#1和全部共混物的原始基础粘合剂的图#3)。此外，其他的样品含有应当提供一些再生益处的添加剂。显然，图#1将具有最高的黑色空间图，因为它不含REOB并且还含有5％的植物甾醇。图#2含有5％胆甾醇，比不具有REOB的样品#3在45°具有较高的模量并且在1Mpa具有更大的相位角。含5％混合植物甾醇的图#4几乎位于与无REOB的样品相同的迹线上。这两个样品，5％胆甾醇和5％植物甾醇，在黑色空间中显示出它们对延缓粘合剂老化的益处。图#6含有5％妥尔油树脂，图#5含有％腰果壳液(CNSL)，图#7是无再生添加剂的PG 64-22+5％REOB。如本文前面的数据显示，5％妥尔油树脂对延缓老化有一定的益处，但还是不如纯植物甾醇或胆甾醇有效。CNSL相对无处理方案显示出改善的效果，但CNSL是RTFO老化粘合剂的所有添加剂中表现最差的。可以看出，妥尔油树脂添加剂的表现略好于CNSL共混物。

表19

表20显示了从图16中的黑色空间图中获取的20小时PAV数据。表21显示了从图17中的黑色空间图中获取的60小时PAV数据。

表20

表21

样品#8和样品#9的60小时数据是由这些样品的RTFO、20和40小时PAV数据估算的，该数据未直接测量。

观察表19至21中的数据表明，当粘合剂刚度为1MPa时，相位角随着粘合剂老化逐渐减小。这显示了粘合剂变得越来越脆。

图17显示了上述讨论的几个样品加一些其他样品的60小时PAV残留物的黑色空间图。图17中有七个样品图，表21中有每个样品的数据，显示了45°相位角时的复数模量(G*)，并显示了每个样品在G*刚度为1MPa时的相位角。图#1的样品只含5％的植物甾醇且没有REOB，其黑色空间图最好。对于含8％REOB的7.5％植物甾醇和5％胆甾醇，图#2和图#3几乎相同。接下来的数据紧密分组，但含8％REOB的5％植物甾醇的特性优于不含REOB或再生添加剂的PG 64-22对照样品。含8％REOB的2.5％植物甾醇共混物的特性比对照样品更差，并且含8％REOB的5％CNSL样品的黑色空间图比任何其他共混物低得多。由该评估得到的主要结论是5％胆甾醇可以与7.5％植物甾醇一样有效，并且腰果壳液(CNSL)的益处随着老化延长而显著减少。图15至17中的黑色空间结果与从这些图中提取的并且在表19至21中示出的数据相结合，支持了图14所示的ΔTc数据以及对CNSL和胆甾醇得出的结论。

图18和图19是柱状图，总结了表19至表21中的数据。图18显示了随着粘合剂老化，不同添加剂在45°的恒定相位角下粘合剂刚度降低。图19显示了随时粘合剂老化，在1MPa的恒定模量下相位角减小。

实施例10

研究甾醇以测定当生物衍生油与20％水平的从消费后废弃瓦中提取的粘合剂组合时甾醇是否能够延缓老化。

在该研究中评估的粘合剂是PG 52-34粘合剂和PG 52-34加上甾醇(基于标准的20小时PAV老化程序，其不会显著改变高温或低温等级)，并且比较了含有两种生物衍生油的PG 58-28的影响，将Cargill的1103和Arizona Chemical的RS1100添加到PG 58-28中以生产PG-34粘合剂(2.5％的Cargill 1103加5％共混甾醇添加剂的共混物)。

虽然这些样品中的一些的高温等级不符合PG 52，但低温PG等级是经历实地中长期老化的显著地更重要的混合物性能，并且研究了低温PG等级。

表22中列出的每种粘合剂均用于生产符合的Wisconsin规范的样品，该样品适用于300万ESAL路面。这些样品中的每一个均含有5％RAS，其基于RAS中的粘合剂含量贡献了生产样品所需的总5.7％粘合剂的19.4％。在从样品中提取和回收粘合剂并对老化材料进行PG分级之前，对所生产的样品进行几种不同的老化程序的处理。使用离心萃取器通过甲苯提取粘合剂，并使用旋转蒸发器用ASTM D 7906回收。

每种粘合剂所生产的样品的老化程序总结如下：

1.在135℃进行两个小时的松散混合老化，随后提取并回收。

2.根据ASTM D6521，将从2小时松散混合135℃老化的样品中回收的粘合剂进行20小时PAV老化。

3.根据ASTM D652.1，将从2小时松散混合135℃老化的样品中回收的粘合剂进行第二次20小时PAV老化。

4.将生产的混合物在强制通风炉中进行12小时松散混合老化，然后使用D7906进行提取和回收。

5.将生产的混合物在强制通风炉中进行24小时松散混合老化，然后使用D7906进行提取和回收。

6.根据ASTM D6925，将在135℃下老化2小时的混合物在旋转压实机中压实至7％的目标空气空隙水平，以形成圆柱形样品，并将如此生产的样本在强制通风炉中85℃下老化10天和20天。老化时间后，将样品解体，并使用上述方法提取和回收粘合剂。

使用ASTM D7175测试所有回收的粘合剂的高温PG特性，并使用Sui，Farrar等人开发的4mm DSR程序测试和评估低温特性。

表22

表22中的数据旨在显示除了PG 58-28之外，所研究的所有粘合剂在低温下都满足PG-34等级。PAV老化ΔTc数据还显示，即使在40小时PAV老化之后，也没有粘合剂表现出严重的老化。

表23显示了从2小时135℃老化的松散混合物中回收的粘合剂的特性。

表23

表24显示了从2小时135℃老化的松散混合物中回收并随后进行20小时PAV老化的粘合剂的特性。

表24

表25显示了从2小时135℃老化的松散混合物中回收并随后进行40小时PAV老化的粘合剂的特性。

表25

表26显示了从12小时135℃老化的松散混合物中回收的粘合剂的特性。

表26

表27显示了从24小时135℃老化的松散混合物中回收的粘合剂的特性。

表27

表28显示了从10天85℃老化的压实混合物样品中回收的粘合剂的特性。

表28

表29显示了从20天85℃老化的压实混合物样品中回收的粘合剂的特性。

表29

粘合剂老化对回收的粘合剂的高温PG等级的影响以及与甾醇和生物衍生油相关的高温PG等级的趋势：

1.对于表23至表29，从混合物#2和混合物#3(用含有甾醇的粘合剂生产的样品)回收的粘合剂与其他粘合剂相比高温PG等级最低。这表明由于甾醇的存在，对每个表中所述的老化过程的敏感性较低。

2.混合物#5和混合物#6(含有5％的生物衍生油)在初始共混后高温PG等级最低(表22)，但是如数据和图20所示，在2小时135℃老化步骤之后混合物#5和混合物#6的高温PG等级已经大于混合物1、2和3。对于从12和24小时，135℃老化的松散混合物回收的粘合剂(表26和27)和对于从10天和20天，85℃老化的回收的粘合剂(表28和29)，从这些混合物中回收的粘合剂具有与混合物#4(PG 58-28，不含生物油添加剂)的高温特性相当的高温特性。在从2小时，135℃老化的混合物中回收的粘合剂在PAV老化20和40小时后，含有生物衍生油的粘合剂的高温特性低于原始PG 58-28。随着混合物发生更严重的老化，这种关系没有持续。这些高温趋势在图17中也很容易观察到。

与甾醇和生物衍生油相关的低温PG等级趋势：

1.从2小时135℃老化的松散混合物中回收的粘合剂的低温PG等级表明PG 58-28加5％生物衍生油的共混物(混合物#5和混合物#6)的低温特性最佳(表23)；然而，回收的粘合剂在20和40小时PAV中老化后，混合物#2和混合物#3的粘合剂的低温特性最佳。

2.经过12小时松散混合物老化程序后，混合物#1的低温等级略低于混合物#2，但在24小时松散混合物老化程序后，混合物#2和混合物#3的低温等级值最佳。在10天和20天，85℃压实混合条件之后，混合物#2和混合物#3的低温等级最低，尽管在10天老化步骤之后混合物#1和混合物#2基本相同。图21在一个图中显示了所有这些结果。

3.从含有甾醇和2.5％Cargill 1103生物油的混合物#3中回收的粘合剂在20天的85℃压实混合老化后(表29)具有所有混合物中最佳低温回收粘合剂特性。含有5％甾醇的混合物#2在经过10天的85℃老化后(表28)，回收的粘合剂低温PG等级特性类似于PG 52-34回收的粘合剂，并且特性比用5％生物衍生油生产的共混物(混合物#5和#混合物6)更低。

与甾醇和生物衍生油相关的老化的回收粘合剂的ΔTc和R值特性的趋势。为避免混淆，请注意较高的ΔTc值表示粘合剂具有较少的有害老化，这有利于长期路面性能。ΔTc结果绘制在图22中。

1.对于2小时135℃条件的步骤，所有ΔTc值均为正，且混合物#6的值最高。

2.对于任何随后的混合老化条件，含有甾醇的混合物(混合物#2和混合物#3)的回收的粘合剂ΔTc值总是最小的负值。

3.当比较混合物#2和混合物#3的ΔTc特性时，对于相似类型的老化，混合物#3总是具有从较严重老化的混合物中回收的粘合剂的最小负ΔTc性质。这种比较在图22中更直观。

4.将从2小时135℃老化的松散混合物中回收粘合剂进行PAV老化40小时之后，从混合物#5和混合物#6中回收的粘合剂的ΔTc特性类似于PG 58-28的ΔTc，PG 58-28不含混合物#5和混合物#6的粘合剂中使用的任何一种生物衍生油。参见图22。

5.从混合物#5和混合物#6的12和24小时135℃老化的松散混合物中回收的粘合剂的ΔTc特性类似于PG 58-28的ΔTc，PG 58-28不含混合物#5和混合物#6的粘合剂中使用的任何一种生物衍生油。参见图19。

6.从混合物#5和混合物#6的10和20天85℃老化的压实混合物中回收的粘合剂的ΔTc特性类似于PG 58-28的ΔTc，PG 58-28不含混合物#5和混合物#6的粘合剂中使用的任何一种生物衍生油。参见图19。

7.在图23中可以看到类似的数据趋势，图23是这些共混物的R值图。R值或流变指数是粘合剂松弛特性的一种度量。较低的R值表明粘合剂具有较好的弛豫特征。值3通常表示粘合剂已经老化到疲劳开裂可能成为问题的点。图23显示，只有混合物#2和混合物#3能够保持低于3的值，除了24小时135℃松散混合老化程序，并且在该老化条件下混合物#2和混合物#3仍然保持最低的R值。

与甾醇和生物衍生油相关的老化的回收的粘合剂的特性的胶体指数值特性趋势。胶体指数是随着粘合剂老化，粘合剂中成分变化的指标。随着粘合剂老化，其胶体指数(CI)主要由于沥青质的增加和环状化合物的减少而降低。图24是不同老化条件下所研究的粘合剂共混物的胶体指数图。图24显示，在135℃老化2小时后回收的所有粘合剂的CI值大于2.5，这是非常好的值。与其他讨论的参数一样，当老化开始时就开始显现老化的有害影响。随着老化变得越来越严重，所有粘合剂的大体趋势是CI减小，但是对于所有老化步骤，含有甾醇的共混物(混合物#2和混合物#3)表现出最高值。与讨论的其他参数一样，含生物衍生油添加剂的共混物的CI值与基础PG 58-28相似。然而，40小时PAV残留物样品混合物#5的CI值与混合物#2和混合物#3的CI值相似。

1.从12和24小时135℃松散混合物老化的样品的回收的粘合剂的CI值和从10和20天85℃老化的压实混合物样品的回收的粘合剂的CI值，以显示含有甾醇的混合物(混合物#2和混合物#3)的粘合剂具有最高值。含有Cargill 1103的混合物(混合物#5)的CI值略高于含有Arizona Chemical RS1100的混合物(混合物#6)的CI值，这两种混合物的CI值与不含生物油添加剂的PG 58-28混合物(混合物#4)的CI相似。

所有老化的回收的粘合剂的胶体指数数据的综合汇总图参见图24。

上述结果显示，向用于生产混合物(含有高水平再生粘合剂)的粘合剂中添加甾醇可以延缓混合物或粘合剂老化的影响。重要的是，当老化20和40小时，短期烘箱老化(2小时，135℃)的回收的粘合剂显示甾醇共混物保持最佳胶体指数值以及最高的ΔTc值。同样重要的是，与其他混合物相比，在135℃老化松散并在85℃下老化压实时，含有甾醇的混合物仍保持最佳的胶体指数和ΔTc特性的回收的粘合剂。这表明，甾醇的影响不是老化发生的人为因素，即在PAV中或骨料上；老化过程，松散或压实的混合物或在沥青薄膜中；或特定的温度，100℃PAV，85℃压实混合物或135℃松散混合物。老化速率可能受这些因素的影响，但对于一组给定的老化标准，对所研究材料的影响总是相同的。

上述结果还表明，将生物衍生油共混到粘合剂中，使得这些粘合剂可用于生产含高水平重生粘合剂的混合物，这似乎不会导致这些共混粘合剂的后续老化延缓回到接近添加生物衍生油的原始粘合剂的状态。这不是再生或延缓老化，而是混合物整体的简单软化，并且似乎不可持续。

甾醇的添加表明甾醇在高温或低温下都不会使粘合剂软化超过1或2℃。然而，如MIX#2和MIX#3的数据表明，甾醇的存在起到延缓老化的破坏性效果的作用。甾醇不会阻止粘合剂老化，但甾醇确实会改变老化速率，并且基于混合物#3数据，确实保留了低水平生物衍生油的降低刚度益处，而没有因延长老化导致特性逆转。

下面提供一些另外的非限制性实施例以进一步举例说明本申请：

1.一种沥青粘合剂铺路材料，其包括骨料，原始沥青粘合剂，包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，三萜类化合物和软化剂，其中所述三萜类化合物不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物，并且甾醇含量在原始沥青粘合剂的约0.5wt.％至约15wt.％范围内。

2.一种沥青粘合剂，其包括原始沥青粘合剂，包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，三萜类化合物和软化剂，其中所述三萜类化合物不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物，并且甾醇含量为原始沥青粘合剂的约0.5wt.％至约15wt.％。

3.一种用于延缓沥青粘合剂的氧化老化的方法，该方法包括将一种或多种三萜类化合物或三萜类化合物共混物添加到柏油或沥青粘合剂组合物中，其中所述三萜类化合物或三萜类化合物共混物不含有酯或酯共混物，并且其中所述三萜类化合物或三萜类化合物共混物在组合物中的使用范围为0.5wt.％至15wt.％，其中存在的三萜类化合物添加剂为原始沥青粘合剂的1wt.％至10wt.％，或1wt.％至3wt.％。

4.一种将再生沥青粘合剂再利用于沥青路面生产的方法，该方法包括使用三萜类化合物或三萜类化合物共混物作为柏油或沥青粘合剂混合物的添加剂而不使用酯或酯共混物，并且其中存在的三萜类添加剂为原始沥青粘合剂的0.5至15wt.％，1至10wt.％，或1至3wt.％。

5.一种施用于道路路面表面的方法，该方法包括使用根据前述实施例的任一个所述的沥青粘合剂，其中制备前述实施例的任一个所述的沥青粘合剂组合物，将其混合，施用于基础表面并压实。

6.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述三萜类化合物为甾醇。

7.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述三萜类化合物为甾烷醇。

8.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述三萜类化合物为植物甾醇。

9.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述三萜类化合物为植物甾烷醇。

10.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述再生沥青粘合剂材料为RAP。

11.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述再生沥青粘合剂材料为RAS。

12.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述甾醇含量为原始沥青粘合剂的1wt.％至约15wt.％。

13.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂组合物包括粘合剂替代水平为1％以及更多的再生沥青瓦(RAS)。

14.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂组合物包括粘合剂替代水平为10％以及更多或20％以及更多的再生沥青路面(RAP)。

15.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括组合使用的再生沥青路面(RAP)和再生沥青瓦(RAS)，RAP粘合剂替代水平为10％以及更多，RAS粘合剂替代水平为1％以及更多。

16.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括1wt.％以及更多或5wt.％以及更高水平的从消费后废弃瓦提取并回收的沥青粘合剂。

17.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括1wt.％、2wt.％或5wt.％以及更高水平的从制造废弃瓦提取的沥青粘合剂。

18.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括1wt.％或更多，或5wt.％以及更高水平的符合II型、III型、IV型的ASTM规范D312的氧化沥青粘合剂和涂层沥青粘合剂。

19.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括10wt.％以及更高水平的提取并回收的RAP。

20.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括3wt.％(或vol.％)以及更高水平的重新精炼的机油底部残留物。

21.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括1wt.％(或vol.％)以及更高水平的石蜡油。

22.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂铺路材料包括1wt.％(或vol.％)以及更高水平的重新精炼的机油底部残留物。

23.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂铺路材料包括1wt.％(或vol.％)以及更高水平的石蜡油。

24.一种沥青粘合剂铺路材料，其包括骨料，原始沥青粘合剂，包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，三萜类化合物和软化剂，其中所述三萜类化合物不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物，并且甾醇含量占原始沥青粘合剂的约0.5wt.％至约15wt.％范围内。

25.一种沥青粘合剂组合物，其包括原始沥青粘合剂，包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，三萜类化合物和软化剂，其中所述三萜类化合物不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物，并且甾醇含量为原始沥青粘合剂的约0.5wt.％至约15wt.％。

26.一种用于延缓沥青粘合剂的氧化老化的方法，该方法包括将一种或多种三萜类化合物或三萜类化合物共混物添加到柏油或沥青粘合剂中，其中所述三萜类化合物或三萜类化合物共混物不含有酯或酯共混物，并且其中所述三萜类化合物或三萜类化合物共混物在组合物中的使用范围为0.5wt.％至15wt.％，其中存在的三萜类化合物添加剂为原始沥青粘合剂的1wt.％至10wt.％，或1wt.％至3wt.％。

27.一种将再生沥青粘合剂再利用于沥青粘合剂路面生产的方法，该方法包括使用三萜类化合物或三萜类化合物共混物作为柏油或沥青粘合剂混合物的添加剂而不使用酯或酯共混物，并且其中存在的三萜类添加剂为原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％，1wt.％至10wt.％，或1wt.％至3wt.％。

28.一种施用于道路路面表面的方法，该方法包括使用前述实施例的任一个所述的沥青粘合剂组合物，其中制备前述实施例的任一个所述的沥青粘合剂，将其混合，施用于基础表面并压实。

29.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述三萜类化合物为甾醇。

30.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述三萜类化合物为甾烷醇。

31.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述三萜类化合物为植物甾醇。

32.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述三萜类化合物为植物甾烷醇。

33.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述再生沥青粘合剂材料为RAP。

34.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述再生沥青粘合剂材料为RAS。

35.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述甾醇含量为原始沥青粘合剂的1wt.％至约15wt.％。

36.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述沥青粘合剂包括粘合剂替代水平为1％以及更多的再生沥青瓦(RAS)。

37.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述沥青粘合剂包括粘合剂替代水平为20％以及更多的再生沥青路面(RAP)。

38.根据前述实施例的任一个所述的组合物和方法，其中所述沥青粘合剂包括组合使用的再生沥青路面(RAP)和再生沥青瓦(RAS)，RAP粘合剂替代水平为10％以及更多，RAS粘合剂替代水平为1％以及更多。

39.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括1wt.％或更多或5wt.％以及更高水平的从消费后废弃瓦提取并回收的沥青粘合剂。

40.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括1wt.％或更多或5wt.％以及更高水平的从制造废弃瓦提取的沥青粘合剂。

41.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括1wt.％或更多，或5wt.％以及更高水平的符合II型、III型、IV型的ASTM规范D312的氧化沥青粘合剂和涂层沥青粘合剂。

42.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括10wt.％以及更高水平的提取并回收的RAP。

43.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括3wt.％(或vol.％)以及更高水平的重新精炼的机油底部残留物。

44.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂包括1wt.％(或vol.％)以及更高水平的石蜡油。

45.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂铺路材料包括1wt.％(或vol.％)以及更高水平的重新精炼的机油底部残留物。

46.根据前述实施例的任一个所述的组合物或方法，其中所述沥青粘合剂铺路材料包括1wt.％(或vol.％)以及更高水平的石蜡油。

下面还提供另外的非限制性实施例以进一步举例说明本申请：

1.一种沥青粘合剂，其包括原始沥青粘合剂，包括再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，以及基于原始沥青粘合剂的0.5至15wt.％的抗老化添加剂。

2.根据实施例1的沥青粘合剂，其中抗老化添加剂为原始沥青粘合剂的1wt.％至10wt.％，或1wt.％至3wt.％。

3.根据实施例1的沥青粘合剂，其中抗老化添加剂包括三萜类化合物或三萜类化合物共混物。

4.根据实施例3所述的沥青粘合剂，其中三萜类化合物包括甾醇。

5.根据实施例3所述的沥青粘合剂，其中三萜类化合物包括甾烷醇。

6.根据实施例4所述的沥青粘合剂，其中甾醇包括植物甾醇。

7.根据实施例5所述的沥青粘合剂，其中甾烷醇包括植物甾烷醇。

8.根据实施例1所述的沥青粘合剂，还包括软化剂。

9.根据实施例8所述的沥青粘合剂，其中所述软化剂包括重新精炼的机油底部残留物。

10.根据实施例1所述的沥青粘合剂，还包括骨料。

11.根据实施例1所述的沥青粘合剂，其中所述沥青粘合剂组合物提供-5.0或更高的ΔTc。

12.根据实施例1所述的沥青粘合剂，与经历类似老化的不含老化延缓添加剂的粘合剂相比，抗老化添加剂的存在量使沥青粘合剂老化后有效地提供较小负性的ΔTc值。

13.一种铺砌表面，包括实施例1的沥青粘合剂组合物。

14.一种用于减缓老化或修复老化的沥青粘合剂的方法，包括：

向沥青粘合剂中添加抗老化添加剂，其中沥青粘合剂包括原始沥青粘合剂，包括实施例的沥青路面(RAP)、实施例的沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，和基于原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的抗老化添加剂。

15.根据实施例14所述的方法，其中所述抗老化添加剂为原始沥青粘合剂的1wt.％至10wt.％，或1wt.％至3wt.％。

16.根据实施例14所述的方法，其中所述抗老化添加剂包括三萜类化合物。

17.根据实施例16所述的方法，其中所述三萜类化合物包括甾醇。

18.根据实施例16所述的方法，其中所述三萜类化合物包括甾烷醇。

19.根据实施例17所述的方法，其中所述甾醇包括植物甾醇。

20.根据实施例18所述的方法，其中所述甾烷醇包括植物甾烷醇。

21.一种鉴定沥青粘合剂中存在的至少一种有害组分的方法，包括测量原子力显微镜图像中的缺陷面积。

22.根据实施例21所述的方法，其中所述有害组分为重新精炼的机油底部残留物。

23.根据实施例21所述的方法，其中所述有害组分为真空塔沥青扩展剂。

24.根据实施例21所述的方法，其中所述有害组分是经过或不经过消费后加工的任何排放油产品或废机油材料。

25.根据实施例21所述的方法，其中所述有害组分为石蜡工艺油。

26.根据实施例21所述的方法，其中所述有害组分为润滑油基础油。

27.根据实施例21所述的方法，其中所述有害组分是从含有再生沥青路面(RAP)的铺路材料混合物中提取的沥青粘合剂，并且在沥青粘合剂中存在的RAP量为所述铺路材料混合物的0.1％至100％。

28.根据实施例21所述的方法，其中所述有害组分是从含有再生沥青瓦(RAS)的铺路材料混合物中提取的沥青粘合剂，并且存在的RAS为0.1％至50％的粘合剂替代量。

29.根据实施例21所述的方法，其中所述有害材料是从含有再生沥青路面(RAP)和再生沥青瓦(RAS)的铺路材料混合物中提取的沥青粘合剂，并且沥青粘合剂中存在的RAP和RAS的量为0.1％至100％。

30.根据实施例21的方法，其中所述有害物质天然存在于沥青粘合剂中，而不是由沥青粘合剂生成后添加的任何材料产生的。

Claims

1.一种用于减缓老化的沥青粘合剂的老化速率的方法，其包括:

向沥青粘合剂组合物中添加粗甾醇，其中沥青粘合剂包括原始沥青粘合剂，包括沥青路面(RAP)、沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂材料，和基于原始沥青粘合剂的0.5wt.％至15wt.％的粗甾醇，其中所述粗甾醇减缓所述沥青粘合剂组合物的老化速率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇是生物衍生来源或生物衍生来源的蒸馏残留物。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇占原始沥青粘合剂的1wt.％至10wt.％。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇来源包括妥尔油树脂。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇包括衍生自大豆油、玉米油或胆甾醇的粗甾醇。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述再生沥青粘合剂材料包括软化剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述软化剂包括重新精炼的机油底部残留物。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括将骨料添加到所述沥青粘合剂中。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包含粗甾醇的所述沥青粘合剂组合物在加压老化容器(PAV)老化40小时之后保持大于或等于-5.0℃的ΔTc。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇的量在沥青粘合剂老化后保持与经历类似老化的不含所述粗甾醇来源的粘合剂相比较小的负性的ΔTc值。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述再生沥青粘合剂材料包括再生沥青路面。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述再生沥青粘合剂材料包括再生沥青瓦。

13.根据权利要求1所述的方法，进一步加入以下步骤：将骨料与所述沥青粘合剂组合物混合，并在基础表面上压实所得混合物以形成铺砌表面。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇包括豆甾烯醇、β-谷甾醇、菜油甾醇、麦角甾醇、菜子甾醇、胆甾醇和羊毛甾醇或其混合物。

15.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粗甾醇占原始沥青粘合剂的1wt％至3wt％。

16.一种沥青粘合剂组合物，其包括原始沥青粘合剂，包含再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(RAS)或两者的组合的再生沥青粘合剂，以及基于原始沥青粘合剂的0.5至15wt.％的粗甾醇，其中所述粗甾醇减缓所述沥青粘合剂组合物的老化速率。

17.根据权利要求16所述的组合物，其特征在于，所述粗甾醇包括豆甾烯醇、β-谷甾醇、菜油甾醇、麦角甾醇、菜子甾醇、胆甾醇和羊毛甾醇或其混合物。

18.根据权利要求16所述的组合物，其特征在于，所述粗甾醇来源包括妥尔油树脂。

19.根据权利要求16所述的组合物，其特征在于，所述粗甾醇包括胆甾醇，或所述粗甾醇衍生自大豆油或玉米油。

20.根据权利要求16所述的组合物，其特征在于，基于所述原始沥青粘合剂，所述粗甾醇为1wt％至10wt％。

21.根据权利要求16所述的组合物，其特征在于，基于所述原始沥青粘合剂，所述粗甾醇为1wt％至3wt％。